三个例题说明白什么是回溯算法,javascript解决组合问题
创始人
2025-05-29 03:06:02
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最近忙疯了呜呜呜,读研不易,小李叹气…
今天好不容易忙的差不多了,刷了一会力扣,最近在刷回溯算法,刷着刷着还是觉得有点难,总结一波~

什么是回溯算法

回溯算法其实很复杂,本质上就是一种穷举的方式,穷举所有可能的结果,然后选出我们想要的答案。

怎么理解呢,其实我们一般在组合数中用回溯算法比较多,比如,从N个数里面按照一定的规则找出k个数的集合,这种问题我们就可以用到回溯算法。

具体怎么用呢?我们在解决组合问题的时候,往往会构造一棵树,然后一层层去遍历,回溯算法就是在集合中递归查找子集,集合的大小就是树的宽度,子集的大小就是数的深度

看到这里可能还是有点懵┭┮﹏┭┮,下面通过案例来讲解:

案例1:力扣第77题.组合

题目是这样的:
在这里插入图片描述

其实这个题就是一个典型的组合问题,从n个数中抽取k个数,组成集合,只不过我们要列举出来所有的集合情况,“列举所有的情况”,遇到这种,一般肯定就是穷举,用for循环肯定也能解决,但是如果n和k的值一旦变得很大,for循环就很冗余和复杂,所以这里最好学会使用回溯。

根据上面介绍的,回溯法就是构建一棵树,宽度为n,深度为k,这里假设n为4,k为2,就可以画出树形结构如下所示:
在这里插入图片描述
其实这个图就很清晰明了啦,其实问题就转换成,树的遍历问题,把从root节点到最后的子节点的所有路径都写出来,现在关键是怎么写代码,先把正确的代码摆出来:

/*** @param {number} n* @param {number} k* @return {number[][]}*/
var combine = function(n, k) {var result=[];//这个定义了全局变量,用来保存最终结果的var path=[];//这个定义了全局变量,用来保存树的每一条路径var temp=[]//这里注意坑,这里我采用一个中间变量来承接path的内容,不然直接=赋值的就是数组的地址,可以敲代码验证一下//----------------这个函数就是定义的的递归函数————————————————var backtracking=function(n,k,index){if(path.length==k){//定义递归跳出的最终条件for(var i=0;itemp.push(path[i]);} result.push(temp)  temp=[]  return;}for(var i=index;i<=n;i++){//控制树的横向遍历path.push(i);//处理节点backtracking(n,k,i+1);//控制树的纵向遍历path.pop();//回溯,撤销处理的节点}}backtracking(n,k,1);return result;
};

具体的写在注释里面啦,建议多看几遍代码结构,后面好几个题都要这样写~

看懂上面这个题之后,下面通过几个题目练练手,也是用到了回溯算法,看看能否举一反三:

案例2:力扣216.组合总和III

在这里插入图片描述
画图是这样的(这里举k=2,n=4的例子):
在这里插入图片描述
其实这个题本质上和上一个题差不多,就是从9个数中选出k个数的集合,上一题中递归结束的条件是path数组的长度等于k,这里结束的条件稍微发生了变化,首先path数组的长度也要等于k,其次,这k个数的和应该等于n。想到这里,其实就很容易照着上面写出代码:

/*** @param {number} n* @param {number} k* @return {number[][]}*/
var combine = function(n, k) {var result=[];var path=[];var temp=[];//更改点1var sum=0;var backtracking=function(n,k,index){if(path.length==k){if(sum==n){//更改点2for(var i=0;itemp.push(path[i]);} result.push(temp)  temp=[] } return;}for(var i=index;i<=9;i++){//更改点3path.push(i);sum=sum+i;//更改点4backtracking(n,k,i+1);path.pop();sum=sum-i;//更改点5}}backtracking(n,k,1);return result;
};

这样问题就完美的解决了~下面我们继续加大点难度,这次我们尝试不要复制上面的代码,尝试自己去手敲:

案例3:力扣17.电话号码的字母组合

在这里插入图片描述
其实这个题还是和之前的问题一样,只是现在这个n不确定,n=digits.length*3,digits.length对应的就是输入的数字的个数,每个数字除了01,都代表三个字母。k等于digits.length。所以我们可以考虑用一个数组来保存每个数字对应的字母:

/*** @param {string} digits* @return {string[]}*/
var letterCombinations = function(digits) {const letterMap=["","","abc","def","ghi","jkl","mno","pqrs","tuv","wxyz"];var result=[];var path=[];var temp=[];var backtracking=function(digits,index){if(path.length==digits.length){for(var i=0;itemp.push(path[i]);}result.push(temp.join(''));temp=[];return;}var digit=digits[index]-0;var letters=letterMap[digit];for( var j=0;jpath.push(letters[j]);backtracking(digits,index+1);path.pop();}}if(digits.length==0){return result;}backtracking(digits,0);return result;
};

这个题的区别在于,怎么把上一层和下一层区分开来,之前都是通过加1进行区分,现在是对字母进行遍历,还是有点难度的。

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