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416. 分割等和子集

给你一个 只包含正整数非空 数组 nums。请你判断是否可以将这个数组分割成两个子集,使得两个子集的元素和相等。

示例 1:

输入:nums = [1,5,11,5]
输出:true
解释:数组可以分割成 [1, 5, 5] 和 [11] 。

示例 2:

输入:nums = [1,2,3,5]
输出:false
解释:数组不能分割成两个元素和相等的子集。

提示:

  • 1 <= nums.length <= 200

  • 1 <= nums[i] <= 100

思路分析

这道题使用回溯法更容易理解,也更高效。

0416 01

建议动笔计算,手动模拟填表的过程,其实就是画表格。这个过程非常重要,自己动手填过表,更能加深体会程序是如何执行的,也能更好地理解「空间优化」技巧的思路和好处。

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  • 一刷

  • 二刷

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/**
 * Runtime: 10 ms, faster than 72.90% of Java online submissions for Partition Equal Subset Sum.
 * Memory Usage: 37.8 MB, less than 50.79% of Java online submissions for Partition Equal Subset Sum.
 *
 * https://leetcode-cn.com/problems/partition-equal-subset-sum/solution/0-1-bei-bao-wen-ti-xiang-jie-zhen-dui-ben-ti-de-yo/[动态规划(0-1 背包问题) - 分割等和子集 - 力扣(LeetCode)]
 *
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2020-01-29 19:30
 */
public boolean canPartitionDp(int[] nums) {
    if (Objects.isNull(nums) || nums.length == 0) {
        return false;
    }
    int sum = 0;
    for (int num : nums) {
        sum += num;
    }
    if ((sum & 1) == 1) {
        return false;
    }
    int target = sum / 2;
    boolean[] dp = new boolean[target + 1];
    dp[0] = true;
    if (nums[0] <= target) {
        dp[nums[0]] = true;
    }

    for (int i = 1; i < nums.length; i++) {
        for (int j = target; nums[i] <= j; j--) {
            if (dp[target]) {
                return true;
            }
            dp[j] = dp[j] || dp[j - nums[i]];
        }
    }
    return dp[target];
}

/**
 * Runtime: 2 ms, faster than 91.78% of Java online submissions for Partition Equal Subset Sum.
 * Memory Usage: 39.6 MB, less than 6.35% of Java online submissions for Partition Equal Subset Sum.
 *
 * Copy from: https://leetcode-cn.com/problems/partition-equal-subset-sum/solution/java-hui-su-fa-jie-fa-2ms-by-wang_dong/[java 回溯法解法 2ms - 分割等和子集 - 力扣(LeetCode)]
 */
public boolean canPartition(int[] nums) {
    if (Objects.isNull(nums) || nums.length == 0) {
        return true;
    }
    int sum = 0;
    for (int num : nums) {
        sum += num;
    }
    if ((sum & 1) == 1) {
        return false;
    }
    Arrays.sort(nums);
    reverse(nums);
    return canPartition(nums, sum / 2, 0);
}

private boolean canPartition(int[] nums, int target, int index) {
    if (index >= nums.length || nums[index] > target) {
        return false;
    }
    if (nums[index] == target) {
        return true;
    }
    return canPartition(nums, target - nums[index], index + 1)
            || canPartition(nums, target, index + 1);
}

private void reverse(int[] nums) {
    int left = 0;
    int right = nums.length - 1;
    while (left < right) {
        int temp = nums[left];
        nums[left] = nums[right];
        nums[right] = temp;
        left++;
        right--;
    }
}
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/**
 * 动态规划,没有优化空间
 *
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2024-09-03 19:13:39
 */
public boolean canPartition(int[] nums) {
  int sum = Arrays.stream(nums).sum();
  // 特判:如果是奇数,就不符合要求
  if (sum % 2 != 0) {
    return false;
  }
  int length = nums.length;
  int target = sum / 2;
  // 创建二维状态数组,行:物品索引,列:容量(包括 0)
  // dp[i][j] 表示从数组的 [0, i] 这个子区间内挑选一些正整数,
  //          每个数只能用一次,使得这些数的和恰好等于 j。
  boolean[][] dp = new boolean[length][target + 1];

  // 先填表格第 0 行,第 1 个数只能让容积为它自己的背包恰好装满
  if (nums[0] < target) {
    dp[0][nums[0]] = true;
  }

  for (int i = 1; i < length; i++) {
    for (int j = 0; j <= target; j++) {
      // 注:这里的 j 就相当于背包的容量
      // 直接从上一行先把结果抄下来,然后再修正
      dp[i][j] = dp[i - 1][j];
      if (nums[i] == j) {
        dp[i][j] = true;
      } else if (nums[i] < j) {
        dp[i][j] = dp[i - 1][j] || dp[i - 1][j - nums[i]];
      }
    }
  }
  return dp[length - 1][target];
}

思考题

  1. 将计算过程在纸上手动推演一遍;

  2. 研究一下背包问题。