力扣加加 - 努力做西湖区最好的算法题解
  • introduction
  • 第一章 - 算法专题
    • 数据结构
    • 链表专题
    • 树专题
    • 堆专题(上)
    • 堆专题(下)
    • 二分专题(上)
    • 二分专题(下)
    • 动态规划(重置版)
    • 大话搜索
    • 二叉树的遍历
    • 哈夫曼编码和游程编码
    • 布隆过滤器
    • 前缀树
    • 回溯
    • 滑动窗口(思路 + 模板)
    • 位运算
    • 小岛问题
    • 最大公约数
    • 并查集
    • 平衡二叉树专题
    • 蓄水池抽样
    • 单调栈
  • 第二章 - 91 天学算法
    • 91 天学算法第三期视频会议总结
    • 第一期讲义-二分法
    • 第一期讲义-双指针
    • 第三期正在火热进行中
  • 第三章 - 精选题解
    • 字典序列删除
    • 西法的刷题秘籍】一次搞定前缀和
    • 字节跳动的算法面试题是什么难度?
    • 字节跳动的算法面试题是什么难度?(第二弹)
    • 《我是你的妈妈呀》 * 第一期
    • 一文带你看懂二叉树的序列化
    • 穿上衣服我就不认识你了?来聊聊最长上升子序列
    • 你的衣服我扒了 * 《最长公共子序列》
    • 一文看懂《最大子序列和问题》
  • 第四章 - 高频考题(简单)
    • 面试题 17.12. BiNode
    • 0001. 两数之和
    • 0020. 有效的括号
    • 0021. 合并两个有序链表
    • 0026. 删除排序数组中的重复项
    • 0053. 最大子序和
    • 0160. 相交链表
    • 0066. 加一
    • 0088. 合并两个有序数组
    • 0101. 对称二叉树
    • 0104. 二叉树的最大深度
    • 0108. 将有序数组转换为二叉搜索树
    • 0121. 买卖股票的最佳时机
    • 0122. 买卖股票的最佳时机 II
    • 0125. 验证回文串
    • 0136. 只出现一次的数字
    • 0155. 最小栈
    • 0167. 两数之和 II 输入有序数组
    • 0169. 多数元素
    • 0172. 阶乘后的零
    • 0190. 颠倒二进制位
    • 0191. 位 1 的个数
    • 0198. 打家劫舍
    • 0203. 移除链表元素
    • 0206. 反转链表
    • 0219. 存在重复元素 II
    • 0226. 翻转二叉树
    • 0232. 用栈实现队列
    • 0263. 丑数
    • 0283. 移动零
    • 0342. 4 的幂
    • 0349. 两个数组的交集
    • 0371. 两整数之和
    • 401. 二进制手表
    • 0437. 路径总和 III
    • 0455. 分发饼干
    • 0504. 七进制数
    • 0575. 分糖果
    • 0665. 非递减数列
    • 0661. 图片平滑器
    • 821. 字符的最短距离
    • 0874. 模拟行走机器人
    • 1128. 等价多米诺骨牌对的数量
    • 1260. 二维网格迁移
    • 1332. 删除回文子序列
    • 2591. 将钱分给最多的儿童
  • 第五章 - 高频考题(中等)
    • 面试题 17.09. 第 k 个数
    • 面试题 17.23. 最大黑方阵
    • 面试题 16.16. 部分排序
    • Increasing Digits
    • Longest Contiguously Strictly Increasing Sublist After Deletion
    • Consecutive Wins
    • Number of Substrings with Single Character Difference
    • Bus Fare
    • Minimum Dropping Path Sum
    • Every Sublist Min Sum
    • Maximize the Number of Equivalent Pairs After Swaps
    • 0002. 两数相加
    • 0003. 无重复字符的最长子串
    • 0005. 最长回文子串
    • 0011. 盛最多水的容器
    • 0015. 三数之和
    • 0017. 电话号码的字母组合
    • 0019. 删除链表的倒数第 N 个节点
    • 0022. 括号生成
    • 0024. 两两交换链表中的节点
    • 0029. 两数相除
    • 0031. 下一个排列
    • 0033. 搜索旋转排序数组
    • 0039. 组合总和
    • 0040. 组合总和 II
    • 0046. 全排列
    • 0047. 全排列 II
    • 0048. 旋转图像
    • 0049. 字母异位词分组
    • 0050. Pow(x, n)
    • 0055. 跳跃游戏
    • 0056. 合并区间
    • 0060. 第 k 个排列
    • 0061. 旋转链表
    • 0062. 不同路径
    • 0073. 矩阵置零
    • 0075. 颜色分类
    • 0078. 子集
    • 0079. 单词搜索
    • 0080. 删除排序数组中的重复项 II
    • 0086. 分隔链表
    • 0090. 子集 II
    • 0091. 解码方法
    • 0092. 反转链表 II
    • 0094. 二叉树的中序遍历
    • 0095. 不同的二叉搜索树 II
    • 0096. 不同的二叉搜索树
    • 0098. 验证二叉搜索树
    • 0102. 二叉树的层序遍历
    • 0103. 二叉树的锯齿形层次遍历
    • 0113. 路径总和 II
    • 0129. 求根到叶子节点数字之和
    • 0130. 被围绕的区域
    • 0131. 分割回文串
    • 0139. 单词拆分
    • 0144. 二叉树的前序遍历
    • 0147. 对链表进行插入排序
    • 0150. 逆波兰表达式求值
    • 0152. 乘积最大子数组
    • 0153. 寻找旋转排序数组中的最小值
    • 0199. 二叉树的右视图
    • 0200. 岛屿数量
    • 0201. 数字范围按位与
    • 0208. 实现 Trie (前缀树)
    • 0209. 长度最小的子数组
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    • 0215. 数组中的第 K 个最大元素
    • 0220. 存在重复元素 III
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    • 0227. 基本计算器 II
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    • 0236. 二叉树的最近公共祖先
    • 0238. 除自身以外数组的乘积
    • 0240. 搜索二维矩阵 II
    • 0279. 完全平方数
    • 0309. 最佳买卖股票时机含冷冻期
    • 0322. 零钱兑换
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    • 0337. 打家劫舍 III
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    • 1906. 查询差绝对值的最小值
    • 1906. 查询差绝对值的最小值
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    • 2008. 出租车的最大盈利
    • 2100. 适合打劫银行的日子
    • 2101. 引爆最多的炸弹
    • 2121. 相同元素的间隔之和
    • 2207. 字符串中最多数目的子字符串
    • 2592. 最大化数组的伟大值
    • 2593. 标记所有元素后数组的分数
    • 2817. 限制条件下元素之间的最小绝对差
    • 2865. 美丽塔 I
    • 2866. 美丽塔 II
    • 2939. 最大异或乘积
    • 3377. 使两个整数相等的数位操作
    • 3404. 统计特殊子序列的数目
    • 3428. 至多 K 个子序列的最大和最小和
  • 第六章 - 高频考题(困难)
    • LCP 20. 快速公交
    • LCP 21. 追逐游戏
    • Number Stream to Intervals
    • Triple-Inversion
    • Kth-Pair-Distance
    • Minimum-Light-Radius
    • Largest Equivalent Set of Pairs
    • Ticket-Order.md
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    • 0032. 最长有效括号
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    • 0052. N 皇后 II
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    • 0124. 二叉树中的最大路径和
    • 0128. 最长连续序列
    • 0132. 分割回文串 II
    • 0140. 单词拆分 II
    • 0145. 二叉树的后序遍历
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    • 0154. 寻找旋转排序数组中的最小值 II
    • 0212. 单词搜索 II
    • 0239. 滑动窗口最大值
    • 0295. 数据流的中位数
    • 0297. 二叉树的序列化与反序列化
    • 0301. 删除无效的括号
    • 0312. 戳气球
    • 330. 按要求补齐数组
    • 0335. 路径交叉
    • 0460. LFU 缓存
    • 0472. 连接词
    • 0480. 滑动窗口中位数
    • 0483. 最小好进制
    • 0488. 祖玛游戏
    • 0493. 翻转对
    • 0664. 奇怪的打印机
    • 0679. 24 点游戏
    • 0715. Range 模块
    • 0726. 原子的数量
    • 0768. 最多能完成排序的块 II
    • 0805. 数组的均值分割
    • 0839. 相似字符串组
    • 0887. 鸡蛋掉落
    • 0895. 最大频率栈
    • 0975. 奇偶跳
    • 0995. K 连续位的最小翻转次数
    • 1032. 字符流
    • 1168. 水资源分配优化
    • 1178. 猜字谜
    • 1203. 项目管理
    • 1255. 得分最高的单词集合
    • 1345. 跳跃游戏 IV
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    • 1494. 并行课程 II
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    • 1639. 通过给定词典构造目标字符串的方案数
    • 1649. 通过指令创建有序数组
    • 1671. 得到山形数组的最少删除次数
    • 1707. 与数组中元素的最大异或值
    • 1713. 得到子序列的最少操作次数
    • 1723. 完成所有工作的最短时间
    • 1787. 使所有区间的异或结果为零
    • 1835. 所有数对按位与结果的异或和
    • 1871. 跳跃游戏 VII
    • 1872. 石子游戏 VIII
    • 1883. 准时抵达会议现场的最小跳过休息次数
    • 1970. 你能穿过矩阵的最后一天
    • 2009. 使数组连续的最少操作数
    • 2025. 分割数组的最多方案数
    • 2030. 含特定字母的最小子序列
    • 2102. 序列顺序查询
    • 2141. 同时运行 N 台电脑的最长时间
    • 2179. 统计数组中好三元组数目 👍
    • 2209. 用地毯覆盖后的最少白色砖块
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    • 2306. 公司命名
    • 2312. 卖木头块
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    • 2972. 统计移除递增子数组的数目 II
    • 3027. 人员站位的方案数 II
    • 3041. 修改数组后最大化数组中的连续元素数目
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    • 3108. 带权图里旅途的最小代价
    • 3347. 执行操作后元素的最高频率 II
    • 3336. 最大公约数相等的子序列数量
    • 3410. 删除所有值为某个元素后的最大子数组和
  • 后序
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  • 算法流程
  • 算法模板
  • 剪枝
  • 笛卡尔积
  • 经典题目
  • 总结

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  1. 第一章 - 算法专题

回溯

上一页前缀树下一页滑动窗口(思路 + 模板)

最后更新于2年前

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回溯是 DFS 中的一种技巧。回溯法采用 的思想,它尝试分步的去解决一个问题。在分步解决问题的过程中,当它通过尝试发现现有的分步答案不能得到有效的正确的解答的时候,它将取消上一步甚至是上几步的计算,再通过其它的可能的分步解答再次尝试寻找问题的答案。

通俗上讲,回溯是一种走不通就回头的算法。

回溯的本质是穷举所有可能,尽管有时候可以通过剪枝去除一些根本不可能是答案的分支, 但是从本质上讲,仍然是一种暴力枚举算法。

回溯法可以抽象为树形结构,并且是是一颗高度有限的树(N 叉树)。回溯法解决的都是在集合中查找子集,集合的大小就是树的叉树,递归的深度,构成树的高度。

以求数组 [1,2,3] 的子集为例:

for 循环用来枚举分割点,其实区间 dp 分割区间就是类似的做法

以上图来说, 我们会在每一个节点进行加入到结果集这一次操作。

对于上面的灰色节点, 加入结果集就是 [1]。

这个加入结果集就是 [1,2]。

这个加入结果集就是 [2,3],以此类推。一共有六个子集,分别是 [1], [1,2], [1,2,3], [2], [2,3] 和 [3]。

而对于全排列问题则会在叶子节点加入到结果集,不过这都是细节问题。掌握了思想之后, 大家再去学习细节就会事半功倍。

下面我们来看下具体代码怎么写。

算法流程

  1. 构造空间树。

  2. 进行遍历。

  3. 如遇到边界条件,即不再向下搜索,转而搜索另一条链。

  4. 达到目标条件,输出结果。

算法模板

伪代码:

const visited = {}
function dfs(i) {
	if (满足特定条件){
		// 返回结果 or 退出搜索空间
	}

	visited[i] = true // 将当前状态标为已搜索
	dosomething(i) // 对i做一些操作
	for (根据i能到达的下个状态j) {
		if (!visited[j]) { // 如果状态j没有被搜索过
			dfs(j)
		}
	}
	undo(i) // 恢复i
}

剪枝

回溯题目的另外一个考点是剪枝, 通过恰当地剪枝,可以有效减少时间,比如我通过剪枝操作将石子游戏 V的时间从 900 多 ms 优化到了 500 多 ms。

剪枝在每道题的技巧都是不一样的, 不过一个简单的原则就是避免根本不可能是答案的递归。

题目描述:

给定一个数字字符串 S,比如 S = "123456579",我们可以将它分成斐波那契式的序列 [123, 456, 579]。

形式上,斐波那契式序列是一个非负整数列表 F,且满足:

0 <= F[i] <= 2^31 - 1,(也就是说,每个整数都符合 32 位有符号整数类型);
F.length >= 3;
对于所有的0 <= i < F.length - 2,都有 F[i] + F[i+1] = F[i+2] 成立。
另外,请注意,将字符串拆分成小块时,每个块的数字一定不要以零开头,除非这个块是数字 0 本身。

返回从 S 拆分出来的任意一组斐波那契式的序列块,如果不能拆分则返回 []。



示例 1:

输入:"123456579"
输出:[123,456,579]
示例 2:

输入: "11235813"
输出: [1,1,2,3,5,8,13]
示例 3:

输入: "112358130"
输出: []
解释: 这项任务无法完成。
示例 4:

输入:"0123"
输出:[]
解释:每个块的数字不能以零开头,因此 "01","2","3" 不是有效答案。
示例 5:

输入: "1101111"
输出: [110, 1, 111]
解释: 输出 [11,0,11,11] 也同样被接受。


提示:

1 <= S.length <= 200
字符串 S 中只含有数字。

还是直接套回溯模板即可解决。但是如果不进行合适地剪枝,很容易超时,这里我进行了四个剪枝操作,具体看代码。

class Solution:
    def splitIntoFibonacci(self, S: str) -> List[int]:
        def backtrack(start, path):
            # 剪枝1
            if len(path) > 2 and path[-1] != path[-2] + path[-3]:
                return []
            if start >= len(S):
                if len(path) > 2:
                    return path
                return []

            cur = 0
            ans = []
            # 枚举分割点
            for i in range(start, len(S)):
                # 剪枝2
                if i > start and S[start] == '0':
                    return []
                cur = cur * 10 + int(S[i])
                # 剪枝3
                if cur > 2**31 - 1:
                    return []
                path.append(cur)
                ans = backtrack(i + 1, path)
                # 剪枝 4
                if len(ans) > 2:
                    return ans
                path.pop()
            return ans

        return backtrack(0, [])

剪枝过程用图表示就是这样的:

剪枝算法回溯的一大考点,大家一定要掌握。

笛卡尔积

一些回溯的题目,我们仍然也可以采用笛卡尔积的方式,将结果保存在返回值而不是路径中,这样就避免了回溯状态,并且由于结果在返回值中,因此可以使用记忆化递归, 进而优化为动态规划形式。

参考题目:

这类问题不同于子集和全排列,其组合是有规律的,我们可以使用笛卡尔积公式,将两个或更多子集联合起来。

经典题目

总结

回溯的本质就是暴力枚举所有可能。要注意的是,由于回溯通常结果集都记录在回溯树的路径上,因此如果不进行撤销操作, 则可能在回溯后状态不正确导致结果有差异, 因此需要在递归到底部往上冒泡的时候进行撤销状态。

如果你每次递归的过程都拷贝了一份数据,那么就不需要撤销状态,相对地空间复杂度会有所增加。

举个例子:

842. 将数组拆分成斐波那契序列
140. 单词拆分 II
401. 二进制手表
816. 模糊坐标
39. 组合总和
40. 组合总和 II
46. 全排列
47. 全排列 II
52. N 皇后 II
78. 子集
90. 子集 II
113. 路径总和 II
131. 分割回文串
1255. 得分最高的单词集合
试错