hello-algo/codes/java/chapter_backtracking/subset_sum_ii.java

/**
 * File: subset_sum_ii.java
 * Created Time: 2023-06-21
 * Author: Krahets (krahets@163.com)
 */

package chapter_backtracking;

import java.util.*;

public class subset_sum_ii {
    /* 回溯算法：子集和 II */
    static void backtrack(List<Integer> state, int target, int[] choices, int start, List<List<Integer>> res) {
        // 子集和等于 target 时，记录解
        if (target == 0) {
            res.add(new ArrayList<>(state));
            return;
        }
        // 遍历所有选择
        // 剪枝二：从 start 开始遍历，避免生成重复子集
        // 剪枝三：从 start 开始遍历，避免重复选择同一元素
        for (int i = start; i < choices.length; i++) {
            // 剪枝一：若子集和超过 target ，则直接结束循环
            // 这是因为数组已排序，后边元素更大，子集和一定超过 target
            if (target - choices[i] < 0) {
                break;
            }
            // 剪枝四：如果该元素与左边元素相等，说明该搜索分支重复，直接跳过
            if (i > start && choices[i] == choices[i - 1]) {
                continue;
            }
            // 尝试：做出选择，更新 target, start
            state.add(choices[i]);
            // 进行下一轮选择
            backtrack(state, target - choices[i], choices, i + 1, res);
            // 回退：撤销选择，恢复到之前的状态
            state.remove(state.size() - 1);
        }
    }

    /* 求解子集和 II */
    static List<List<Integer>> subsetSumII(int[] nums, int target) {
        List<Integer> state = new ArrayList<>(); // 状态（子集）
        Arrays.sort(nums); // 对 nums 进行排序
        int start = 0; // 遍历起始点
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<>(); // 结果列表（子集列表）
        backtrack(state, target, nums, start, res);
        return res;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] nums = { 4, 4, 5 };
        int target = 9;

        List<List<Integer>> res = subsetSumII(nums, target);

        System.out.println("输入数组 nums = " + Arrays.toString(nums) + ", target = " + target);
        System.out.println("所有和等于 " + target + " 的子集 res = " + res);
    }
}