关于后端:面试高频题难度-25回溯-高精度的经典结合

2次阅读

共计 2340 个字符，预计需要花费 6 分钟才能阅读完成。

这是 LeetCode 上的 306. 累加数 ，难度为中等。

Tag :「回溯算法」、「高精度」

累加数是一个字符串，组成它的数字能够造成累加序列。

一个无效的累加序列必须至多蕴含 3 个数。除了最开始的两个数以外，字符串中的其余数都等于它之前两个数相加的和。

给你一个只蕴含数字 '0'-'9' 的字符串，编写一个算法来判断给定输出是否是累加数。如果是，返回 true；否则，返回 false。

阐明：累加序列里的数不会以 0 结尾，所以不会呈现 1, 2, 03 或者 1, 02, 3 的状况。

示例 1：

输出："112358"

输入：true 

解释：累加序列为: 1, 1, 2, 3, 5, 8。1 + 1 = 2, 1 + 2 = 3, 2 + 3 = 5, 3 + 5 = 8

示例 2：

输出："199100199"

输入：true 

解释：累加序列为: 1, 99, 100, 199。1 + 99 = 100, 99 + 100 = 199

提醒：

$1 <= num.length <= 35$
num 仅由数字（0 – 9）组成

进阶：你打算如何解决由过大的整数输出导致的溢出?

给定的 $nums$ 的长度只有 $35$，且要求序列的第三个数开始由前两个数相加而来。

容易想到通过 DFS 爆搜每个数的宰割点，同时利用累加数的个性（第三个数起，每个数均由为前两数之和）进行剪枝。

具体的，咱们能够实现一个 boolean dfs(int u) 函数，入参为以后决策到 $num$ 的哪一位，返回值为决策后果（序列）是否为累加数序列，爆搜过程中的宰割数序列寄存到 $list$ 中。

因为是从地位 $u$ 作为开始地位决策如何宰割出以后数 $x$，咱们能够枚举以后数的完结地位，范畴为 $[u, n – 1]$，但须要留神宰割数不能蕴含前导零，即如果 $num[u] = 0$，则以后数只能为 $0$。

同时，一个非法的宰割数必然满足「其值大小为前两数之和」，因而以后数 $x$ 可能被增加到 $list$ 的充要条件为：

$list$ 长度有余 $2$，即 $x$ 为序列中的前两数，不存在值大小的束缚问题，$x$ 能够被间接到 $list$ 并持续爆搜；
$list$ 长度大于等于 $2$，即 $x$ 须要满足「其值大小为前两数之和」要求，以此条件作为剪枝，满足要求的 $x$ 能力追加到 $list$ 中并持续爆搜。

最初，在整个 DFS 过程中咱们须要监测「以后数」与「前两数之和」是否相等，而宰割数长度最大为 $35$，存在溢出危险，咱们须要实现「高精度加法」，实现一个 check 函数，用于查看 a + b 是否为 c，其中 a、b 和 c 均为应用「逆序」存储数值的数组（最高位对应个位，举个 🌰，$a = 35$，则有 [5, 3]）。

若爆搜过程能顺利完结（失去长度至多为 $3$ 的序列），则阐明可能拆分出累加数序列，返回 True，否则返回 False。

至此，咱们解决了本题，并通过引入「高精度」来答复了「进阶」局部的问题。

代码：

class Solution {
    String num;
    int n;
    List<List<Integer>> list = new ArrayList<>();
    public boolean isAdditiveNumber(String _num) {
        num = _num;
        n = num.length();
        return dfs(0);
    }
    boolean dfs(int u) {int m = list.size();
        if (u == n) return m >= 3;
        int max = num.charAt(u) == '0' ? u + 1 : n;
        List<Integer> cur = new ArrayList<>();
        for (int i = u; i < max; i++) {cur.add(0, num.charAt(i) - '0');
            if (m < 2 || check(list.get(m - 2), list.get(m - 1), cur)) {list.add(cur);
                if (dfs(i + 1)) return true;
                list.remove(list.size() - 1);
            }
        }
        return false;
    }
    boolean check(List<Integer> a, List<Integer> b, List<Integer> c) {List<Integer> ans = new ArrayList<>();
        int t = 0;
        for (int i = 0; i < a.size() || i < b.size(); i++) {if (i < a.size()) t += a.get(i);
            if (i < b.size()) t += b.get(i);
            ans.add(t % 10);
            t /= 10;
        }
        if (t > 0) ans.add(t);
        boolean ok = c.size() == ans.size();
        for (int i = 0; i < c.size() && ok; i++) {if (c.get(i) != ans.get(i)) ok = false;
        }
        return ok;
    }
}