【蓝桥杯】搜索算法:剪枝技巧+记忆化搜索
1. 可行性剪枝应用
1.1. 题目
题目描述:
给定一个正整数n和一个正整数目标值target,以及一个由不同正整数组成的数组nums。要求从nums中选出若干个数,每个数可以被选多次,使得这些数的和恰好等于target。问有多少种不同的组合方式?
输入:
-
第一行:n和target,表示数组长度和目标值
-
第二行:n个不同的正整数,表示数组nums
输出:
-
一个整数,表示不同的组合方式数量
示例:
输入:
3 4
1 2 3
输出:
4
解释:
组合方式为:
1+1+1+1
1+1+2
1+3
2+2
限制条件:
-
1 ≤ n ≤ 20
-
1 ≤ target ≤ 1000
-
1 ≤ nums[i] ≤ 1000
1.2. 分析
本题主要考察可行性剪枝在回溯算法中的应用。我们需要在搜索过程中及时排除不可能达到目标的分支,从而减少不必要的计算。
1️⃣排序数组:首先将数组排序,这样可以在搜索时按照一定顺序进行,便于剪枝
2️⃣回溯搜索:使用回溯法尝试所有可能的组合
3️⃣可行性剪枝:
-
当前和超过target时,立即返回
-
从当前元素开始尝试,避免重复组合(如1+2和2+1被视为相同)
-
剩余和无法用当前或更大的数达到时,提前终止
1.3. 代码
def combinationSum(nums, target):"""计算可以达到目标值的组合数量:param nums: 正整数数组:param target: 目标值:return: 组合数量"""nums.sort() # 排序便于剪枝result = 0 # 记录结果数量def backtrack(start, remaining):"""回溯函数:param start: 当前开始位置,避免重复组合:param remaining: 剩余需要凑的值"""nonlocal result# 可行性剪枝1:剩余值为0,找到有效组合if remaining == 0:result += 1return# 可行性剪枝2:从start开始,避免重复组合for i in range(start, len(nums)):num = nums[i]# 可行性剪枝3:当前数已经大于剩余值,后面更大的数更不可能,直接终止if num > remaining:break# 递归尝试选择当前数backtrack(i, remaining - num)backtrack(0, target)return result# 读取输入
n, target = m