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251251
4. [回溯算法:求组合总和!](./problems/0216.组合总和III.md)
252252
5. [回溯算法:电话号码的字母组合](./problems/0017.电话号码的字母组合.md)
253253
6. [本周小结!(回溯算法系列一)](./problems/周总结/20201030回溯周末总结.md)
254-
7. [回溯算法:求组合总和(二)](https://mp.weixin.qq.com/s/FLg8G6EjVcxBjwCbzpACPw)
255-
8. [回溯算法:求组合总和(三)](https://mp.weixin.qq.com/s/_1zPYk70NvHsdY8UWVGXmQ)
254+
7. [回溯算法:求组合总和(二)](./problems/0039.组合总和.md)
255+
8. [回溯算法:求组合总和(三)](./problems/0040.组合总和II.md)
256256
9. [回溯算法:分割回文串](https://mp.weixin.qq.com/s/Pb1epUTbU8fHIht-g_MS5Q)
257257
10. [回溯算法:复原IP地址](https://mp.weixin.qq.com/s/v--VmA8tp9vs4bXCqHhBuA)
258258
11. [回溯算法:求子集问题!](https://mp.weixin.qq.com/s/NNRzX-vJ_pjK4qxohd_LtA)

problems/0039.组合总和.md

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2+
<p align="center">
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<a href="https://mp.weixin.qq.com/s/QVF6upVMSbgvZy8lHZS3CQ"><img src="https://img.shields.io/badge/知识星球-代码随想录-blue" alt=""></a>
4+
<a href="https://mp.weixin.qq.com/s/b66DFkOp8OOxdZC_xLZxfw"><img src="https://img.shields.io/badge/刷题-微信群-green" alt=""></a>
5+
<a href="https://img-blog.csdnimg.cn/20201210231711160.png"><img src="https://img.shields.io/badge/公众号-代码随想录-brightgreen" alt=""></a>
6+
<a href="https://space.bilibili.com/525438321"><img src="https://img.shields.io/badge/B站-代码随想录-orange" alt=""></a>
7+
</p>
8+
9+
## 39. 组合总和
10+
11+
题目链接:https://leetcode-cn.com/problems/combination-sum/
12+
13+
给定一个无重复元素的数组 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。
14+
15+
candidates 中的数字可以无限制重复被选取。
16+
17+
说明:
18+
19+
* 所有数字(包括 target)都是正整数。
20+
* 解集不能包含重复的组合。 
21+
22+
示例 1:
23+
输入:candidates = [2,3,6,7], target = 7,
24+
所求解集为:
25+
[
26+
[7],
27+
[2,2,3]
28+
]
29+
30+
示例 2:
31+
输入:candidates = [2,3,5], target = 8,
32+
所求解集为:
33+
[
34+
  [2,2,2,2],
35+
  [2,3,3],
36+
  [3,5]
37+
]
38+
39+
## 思路
40+
41+
[B站视频讲解-组合总和](https://www.bilibili.com/video/BV1KT4y1M7HJ)
42+
43+
44+
题目中的**无限制重复被选取,吓得我赶紧想想 出现0 可咋办**,然后看到下面提示:1 <= candidates[i] <= 200,我就放心了。
45+
46+
本题和[回溯算法:求组合问题!](https://mp.weixin.qq.com/s/OnBjbLzuipWz_u4QfmgcqQ)[回溯算法:求组合总和!](https://mp.weixin.qq.com/s/HX7WW6ixbFZJASkRnCTC3w)和区别是:本题没有数量要求,可以无限重复,但是有总和的限制,所以间接的也是有个数的限制。
47+
48+
本题搜索的过程抽象成树形结构如下:
49+
50+
![39.组合总和](https://img-blog.csdnimg.cn/20201223170730367.png)
51+
注意图中叶子节点的返回条件,因为本题没有组合数量要求,仅仅是总和的限制,所以递归没有层数的限制,只要选取的元素总和超过target,就返回!
52+
53+
而在[回溯算法:求组合问题!](https://mp.weixin.qq.com/s/OnBjbLzuipWz_u4QfmgcqQ)[回溯算法:求组合总和!](https://mp.weixin.qq.com/s/HX7WW6ixbFZJASkRnCTC3w) 中都可以知道要递归K层,因为要取k个元素的组合。
54+
55+
## 回溯三部曲
56+
57+
* 递归函数参数
58+
59+
这里依然是定义两个全局变量,二维数组result存放结果集,数组path存放符合条件的结果。(这两个变量可以作为函数参数传入)
60+
61+
首先是题目中给出的参数,集合candidates, 和目标值target。
62+
63+
此外我还定义了int型的sum变量来统计单一结果path里的总和,其实这个sum也可以不用,用target做相应的减法就可以了,最后如何target==0就说明找到符合的结果了,但为了代码逻辑清晰,我依然用了sum。
64+
65+
**本题还需要startIndex来控制for循环的起始位置,对于组合问题,什么时候需要startIndex呢?**
66+
67+
我举过例子,如果是一个集合来求组合的话,就需要startIndex,例如:[回溯算法:求组合问题!](https://mp.weixin.qq.com/s/OnBjbLzuipWz_u4QfmgcqQ)[回溯算法:求组合总和!](https://mp.weixin.qq.com/s/HX7WW6ixbFZJASkRnCTC3w)
68+
69+
如果是多个集合取组合,各个集合之间相互不影响,那么就不用startIndex,例如:[回溯算法:电话号码的字母组合](https://mp.weixin.qq.com/s/e2ua2cmkE_vpYjM3j6HY0A)
70+
71+
**注意以上我只是说求组合的情况,如果是排列问题,又是另一套分析的套路,后面我再讲解排列的时候就重点介绍**
72+
73+
代码如下:
74+
75+
```C++
76+
vector<vector<int>> result;
77+
vector<int> path;
78+
void backtracking(vector<int>& candidates, int target, int sum, int startIndex)
79+
```
80+
81+
* 递归终止条件
82+
83+
在如下树形结构中:
84+
85+
![39.组合总和](https://img-blog.csdnimg.cn/20201223170730367.png)
86+
87+
从叶子节点可以清晰看到,终止只有两种情况,sum大于target和sum等于target。
88+
89+
sum等于target的时候,需要收集结果,代码如下:
90+
91+
```C++
92+
if (sum > target) {
93+
return;
94+
}
95+
if (sum == target) {
96+
result.push_back(path);
97+
return;
98+
}
99+
```
100+
101+
* 单层搜索的逻辑
102+
103+
单层for循环依然是从startIndex开始,搜索candidates集合。
104+
105+
**注意本题和[回溯算法:求组合问题!](https://mp.weixin.qq.com/s/OnBjbLzuipWz_u4QfmgcqQ)[回溯算法:求组合总和!](https://mp.weixin.qq.com/s/HX7WW6ixbFZJASkRnCTC3w)的一个区别是:本题元素为可重复选取的**
106+
107+
如何重复选取呢,看代码,注释部分:
108+
109+
```C++
110+
for (int i = startIndex; i < candidates.size(); i++) {
111+
sum += candidates[i];
112+
path.push_back(candidates[i]);
113+
backtracking(candidates, target, sum, i); // 关键点:不用i+1了,表示可以重复读取当前的数
114+
sum -= candidates[i]; // 回溯
115+
path.pop_back(); // 回溯
116+
}
117+
```
118+
119+
按照[关于回溯算法,你该了解这些!](https://mp.weixin.qq.com/s/gjSgJbNbd1eAA5WkA-HeWw)中给出的模板,不难写出如下C++完整代码:
120+
121+
```C++
122+
// 版本一
123+
class Solution {
124+
private:
125+
vector<vector<int>> result;
126+
vector<int> path;
127+
void backtracking(vector<int>& candidates, int target, int sum, int startIndex) {
128+
if (sum > target) {
129+
return;
130+
}
131+
if (sum == target) {
132+
result.push_back(path);
133+
return;
134+
}
135+
136+
for (int i = startIndex; i < candidates.size(); i++) {
137+
sum += candidates[i];
138+
path.push_back(candidates[i]);
139+
backtracking(candidates, target, sum, i); // 不用i+1了,表示可以重复读取当前的数
140+
sum -= candidates[i];
141+
path.pop_back();
142+
}
143+
}
144+
public:
145+
vector<vector<int>> combinationSum(vector<int>& candidates, int target) {
146+
result.clear();
147+
path.clear();
148+
backtracking(candidates, target, 0, 0);
149+
return result;
150+
}
151+
};
152+
```
153+
154+
## 剪枝优化
155+
156+
在这个树形结构中:
157+
158+
![39.组合总和](https://img-blog.csdnimg.cn/20201223170730367.png)
159+
160+
以及上面的版本一的代码大家可以看到,对于sum已经大于target的情况,其实是依然进入了下一层递归,只是下一层递归结束判断的时候,会判断sum > target的话就返回。
161+
162+
其实如果已经知道下一层的sum会大于target,就没有必要进入下一层递归了。
163+
164+
那么可以在for循环的搜索范围上做做文章了。
165+
166+
**对总集合排序之后,如果下一层的sum(就是本层的 sum + candidates[i])已经大于target,就可以结束本轮for循环的遍历**。
167+
168+
如图:
169+
170+
171+
![39.组合总和1](https://img-blog.csdnimg.cn/20201223170809182.png)
172+
173+
for循环剪枝代码如下:
174+
175+
```
176+
for (int i = startIndex; i < candidates.size() && sum + candidates[i] <= target; i++)
177+
```
178+
179+
整体代码如下:(注意注释的部分)
180+
181+
```C++
182+
class Solution {
183+
private:
184+
vector<vector<int>> result;
185+
vector<int> path;
186+
void backtracking(vector<int>& candidates, int target, int sum, int startIndex) {
187+
if (sum == target) {
188+
result.push_back(path);
189+
return;
190+
}
191+
192+
// 如果 sum + candidates[i] > target 就终止遍历
193+
for (int i = startIndex; i < candidates.size() && sum + candidates[i] <= target; i++) {
194+
sum += candidates[i];
195+
path.push_back(candidates[i]);
196+
backtracking(candidates, target, sum, i);
197+
sum -= candidates[i];
198+
path.pop_back();
199+
200+
}
201+
}
202+
public:
203+
vector<vector<int>> combinationSum(vector<int>& candidates, int target) {
204+
result.clear();
205+
path.clear();
206+
sort(candidates.begin(), candidates.end()); // 需要排序
207+
backtracking(candidates, target, 0, 0);
208+
return result;
209+
}
210+
};
211+
```
212+
213+
## 总结
214+
215+
本题和我们之前讲过的[回溯算法:求组合问题!](https://mp.weixin.qq.com/s/OnBjbLzuipWz_u4QfmgcqQ)[回溯算法:求组合总和!](https://mp.weixin.qq.com/s/HX7WW6ixbFZJASkRnCTC3w)有两点不同:
216+
217+
* 组合没有数量要求
218+
* 元素可无限重复选取
219+
220+
针对这两个问题,我都做了详细的分析。
221+
222+
并且给出了对于组合问题,什么时候用startIndex,什么时候不用,并用[回溯算法:电话号码的字母组合](https://mp.weixin.qq.com/s/e2ua2cmkE_vpYjM3j6HY0A)做了对比。
223+
224+
最后还给出了本题的剪枝优化,这个优化如果是初学者的话并不容易想到。
225+
226+
**在求和问题中,排序之后加剪枝是常见的套路!**
227+
228+
可以看出我写的文章都会大量引用之前的文章,就是要不断作对比,分析其差异,然后给出代码解决的方法,这样才能彻底理解题目的本质与难点。
229+
230+
------------------------
231+
232+
* 微信:[程序员Carl](https://mp.weixin.qq.com/s/b66DFkOp8OOxdZC_xLZxfw)
233+
* B站:[代码随想录](https://space.bilibili.com/525438321)
234+
* 知识星球:[代码随想录](https://mp.weixin.qq.com/s/QVF6upVMSbgvZy8lHZS3CQ)
235+
236+
![](https://img-blog.csdnimg.cn/20210416110157800.png)

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