算法学习day27回溯part03-39、40、131

package LeetCode.backtrackpart03;

import java.lang.management.LockInfo;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * 39. 组合总和
 * 给你一个 无重复元素 的整数数组 candidates 和一个目标整数target，
 * 找出candidates中可以使数字和为目标数target 的 所有不同组合 ，并以列表形式返回。你可以按 任意顺序 返回这些组合。
 * candidates 中的 同一个 数字可以 无限制重复被选取 。如果至少一个数字的被选数量不同，则两种组合是不同的。
 * 对于给定的输入，保证和为target 的不同组合数少于 150 个。
 * 示例：
 * 输入：candidates = [2,3,6,7], target = 7
 * 输出：[[2,2,3],[7]]
 * */
public class CombinationSum_39 {
    public static void main(String[] args) {
        int [] candidates = {2,3,6,7};
        int target = 7;
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        result = combinationSum(candidates,target);
        System.out.println(result);
    }
    public static List<List<Integer>> combinationSum(int[] candidates, int target) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
        Arrays.sort(candidates); // 先进行排序
        backtracking(res, new ArrayList<>(), candidates, target, 0, 0);
        return res;
    }

    public static void backtracking(List<List<Integer>> res, List<Integer> path, int[] candidates, int target, int sum, int idx) {
        // 找到了数字和为 target 的组合
        if (sum == target) {
            res.add(new ArrayList<>(path));
            return;
        }

        for (int i = idx; i < candidates.length; i++) {
            // 如果 sum + candidates[i] > target 就终止遍历
            if (sum + candidates[i] > target) break;
            path.add(candidates[i]);
            backtracking(res, path, candidates, target, sum + candidates[i], i);
            path.remove(path.size() - 1); // 回溯，移除路径 path 最后一个元素
        }
    }
}

package LeetCode.backtrackpart03;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * 40. 组合总和 II
 * 给定一个候选人编号的集合 candidates 和一个目标数 target，找出 candidates 中所有可以使数字和为 target 的组合。
 * candidates中的每个数字在每个组合中只能使用一次。
 * 注意：解集不能包含重复的组合。
 * 示例：
 * 输入: candidates = [10,1,2,7,6,1,5], target = 8,
 * 输出:
 * [[1,1,6],[1,2,5],[1,7],[2,6]]
 * */
public class CombinationSumII_40 {

    static LinkedList<Integer> path = new LinkedList<>();
    static List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>();

    static boolean[] used;
    static int sum = 0;
    public static void main(String[] args) {
        int [] array = {10,1,2,7,6,1,5};
        int target = 8;
        ans = combinationSum2(array,target);
        System.out.println(ans);

    }

    public static List<List<Integer>> combinationSum2(int[] candidates, int target) {
        used = new boolean[candidates.length];
        // 加标志数组，用来辅助判断同层节点是否已经遍历
        Arrays.fill(used, false);
        // 为了将重复的数字都放到一起，所以先进行排序
        Arrays.sort(candidates);
        backTracking(candidates, target, 0);
        return ans;
    }

    private static void backTracking(int[] candidates, int target, int startIndex) {
        if (sum == target) {
            ans.add(new ArrayList(path));
        }
        for (int i = startIndex; i < candidates.length; i++) {
            if (sum + candidates[i] > target) {
                break;
            }
            // 出现重复节点，同层的第一个节点已经被访问过，所以直接跳过
            if (i > 0 && candidates[i] == candidates[i - 1] && !used[i - 1]) {
                continue;
            }
            used[i] = true;
            sum += candidates[i];
            path.add(candidates[i]);
            // 每个节点仅能选择一次，所以从下一位开始
            backTracking(candidates, target, i + 1);
            used[i] = false;
            sum -= candidates[i];
            path.removeLast();
        }
    }
}

package LeetCode.backtrackpart03;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Deque;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;

/**
 * 131. 分割回文串
 * 给你一个字符串 s，请你将 s 分割成一些子串，使每个子串都是 回文串 。返回 s 所有可能的分割方案。
 * 回文串 是正着读和反着读都一样的字符串。
 * 示例：
 * 输入：s = "aab"
 * 输出：[["a","a","b"],["aa","b"]]
 * */
public class PalindromePartitioning_131 {
    static List<List<String>> lists = new ArrayList<>();
    static Deque<String> deque = new LinkedList<>();
    public static void main(String[] args) {
        String str = "abc";
        lists = partition(str);
        System.out.println(lists);
    }



    public static List<List<String>> partition(String s) {
        backTracking(s, 0);
        return lists;
    }

    public static void backTracking(String s, int startIndex) {
        //如果起始位置大于s的大小，说明找到了一组分割方案
        if (startIndex >= s.length()) {
            lists.add(new ArrayList(deque));
            return;
        }
        for (int i = startIndex; i < s.length(); i++) {
            //如果是回文子串，则记录
            if (isPalindrome(s, startIndex, i)) {
                String str = s.substring(startIndex, i + 1);
                deque.addLast(str);
            } else {
                continue;
            }
            //起始位置后移，保证不重复
            backTracking(s, i + 1);
            deque.removeLast();
        }
    }
    //判断是否是回文串
    public static boolean isPalindrome(String s, int startIndex, int end) {
        for (int i = startIndex, j = end; i < j; i++, j--) {
            if (s.charAt(i) != s.charAt(j)) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}