代码随想录二刷 | 回溯 | 组合优化
- 剪枝优化
剪枝优化
在遍历的过程中有如下代码:
for (int i = startIndex; i <= n; i++) {
path.pop_back();
backtracking(n, k, i + 1);
path.pop_back();
}
n = 4,k = 4的话,那么第一层for循环的时候,从元素2开始的遍历都没有意义了。 在第二层for循环,从元素3开始的遍历都没有意义了。
这么说有点抽象,如图所示:
图中每一个节点(图中为矩形),就代表本层的一个for循环,那么每一层的for循环从第二个数开始遍历的话,都没有意义,都是无效遍历。
所以,可以剪枝的地方就在递归中每一层的for循环所选择的起始位置。
如果for循环选择的起始位置之后的元素个数 已经不足 我们需要的元素个数了,那么就没有必要搜索了。
注意代码中i,就是for循环里选择的起始位置。
for (int i = startIndex; i <= n; i++) {}
优化过程如下:
- 已经选择的元素个数:
path.size()
- 所需要的元素个数:
k - path.size()
- 列表中剩余元素
(n - i)
>= 所需要的元素个数(k - path.size())
- 在集合 n 中至多要从该起始位置:
i <= n - (k - path.size()) + 1
开始遍历
为什么有个+1呢,因为包括起始位置,我们要是一个左闭的集合。
举个例子,n = 4,k = 3, 目前已经选取的元素为0(path.size为0),n - (k - 0) + 1 即 4 - ( 3 - 0) + 1 = 2。
从2开始搜索都是合理的,可以是组合[2, 3, 4]。
优化之后的for循环为:
for(int i = startIndex; i <= n - (k - path.size()) + 1; i++)
优化后的整体代码为:
class Solution {
private:
vector<vector<int>> result;
vector<int> path;
void backtracking(int n, int k, int startIndex) {
if (path.size() == k) {
result.push_back(path);
return;
}
for (int i = startIndex; i <= n - (k - path.size()) + 1; i++) { // 优化的地方
path.push_back(i); // 处理节点
backtracking(n, k, i + 1);
path.pop_back(); // 回溯,撤销处理的节点
}
}
public:
vector<vector<int>> combine(int n, int k) {
backtracking(n, k, 1);
return result;
}
};