416. 分割等和子集  

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• 视频讲解：动态规划之背包问题，这个包能装满吗？| LeetCode：416.分割等和子集

给定一个只包含正整数的非空数组。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。

注意: 每个数组中的元素不会超过 100 数组的大小不会超过 200

示例 1:

• 输入: [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: [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

这道题目是要找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。

那么只要找到集合里能够出现 sum / 2 的子集总和，就算是可以分割成两个相同元素和子集了。

首先，本题要求集合里能否出现总和为 sum / 2 的子集。

那么来一一对应一下本题，看看背包问题如何来解决。

只有确定了如下四点，才能把01背包问题套到本题上来。

• 背包的体积为sum / 2
• 背包要放入的商品（集合里的元素）重量为 元素的数值，价值也为元素的数值
• 背包如果正好装满，说明找到了总和为 sum / 2 的子集。
• 背包中每一个元素是不可重复放入。

以上分析完，我们就可以套用01背包，来解决这个问题了。

动规五部曲分析如下：

1.确定dp数组以及下标的含义

01背包中，dp[j] 表示： 容量为j的背包，所背的物品价值最大可以为dp[j]。

本题中每一个元素的数值既是重量，也是价值。

套到本题，dp[j]表示 背包总容量（所能装的总重量）是j，放进物品后，背的最大重量为dp[j]。

那么如果背包容量为target， dp[target]就是装满 背包之后的重量，所以 当 dp[target] == target 的时候，背包就装满了。

有录友可能想，那还有装不满的时候？

拿输入数组 [1, 5, 11, 5]，举例， dp[7] 只能等于 6，因为 只能放进 1 和 5。

而dp[6] 就可以等于6了，放进1 和 5，那么dp[6] == 6，说明背包装满了。

2.确定递推公式

01背包的递推公式为：dp[j] = max(dp[j], dp[j - weight[i]] + value[i]);

本题，相当于背包里放入数值，那么物品i的重量是nums[i]，其价值也是nums[i]。

所以递推公式：dp[j] = max(dp[j], dp[j - nums[i]] + nums[i]);

3.dp数组如何初始化

在01背包，一维dp如何初始化，已经讲过，

从dp[j]的定义来看，首先dp[0]一定是0。

如果题目给的价值都是正整数那么非0下标都初始化为0就可以了，如果题目给的价值有负数，那么非0下标就要初始化为负无穷。

这样才能让dp数组在递推的过程中取得最大的价值，而不是被初始值覆盖了。

本题题目中 只包含正整数的非空数组，所以非0下标的元素初始化为0就可以了。

4.确定遍历顺序

在动态规划：关于01背包问题，你该了解这些！（滚动数组）中就已经说明：如果使用一维dp数组，物品遍历的for循环放在外层，遍历背包的for循环放在内层，且内层for循环倒序遍历！

5.举例推导dp数组

dp[j]的数值一定是小于等于j的。

如果dp[j] == j 说明，集合中的子集总和正好可以凑成总和j，理解这一点很重要。

用例1，输入[1,5,11,5] 为例，如图：

最后dp[11] == 11，说明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。

方法一： 动态规划-卡哥版一维数组

class Solution:
    def canPartition(self, nums: List[int]) -> bool:
        if sum(nums) % 2 != 0:
            return False
        target = sum(nums) // 2
        dp = [0] * (target + 1)
        for num in nums:
            for j in range(target, num-1, -1):
                dp[j] = max(dp[j], dp[j-num] + num)
        return dp[-1] == target

方法二：动态规划（二维数组）

class Solution:
    def canPartition(self, nums: List[int]) -> bool:
        
        total_sum = sum(nums)

        if total_sum % 2 != 0:
            return False

        target_sum = total_sum // 2
        dp = [[False] * (target_sum + 1) for _ in range(len(nums) + 1)]

        # 初始化第一行（空子集可以得到和为0）
        for i in range(len(nums) + 1):
            dp[i][0] = True

        for i in range(1, len(nums) + 1):
            for j in range(1, target_sum + 1):
                if j < nums[i - 1]:
                    # 当前数字大于目标和时，无法使用该数字
                    dp[i][j] = dp[i - 1][j]
                else:
                    #如果某个物品的重量小于j，那就可以看该物品是否放入背包
                    #dp[i - 1][j]表示该物品不放入背包，如果在 [0, i - 1] 这个子区间内已经有一部分元素，使得它们的和为 j ，那么 dp[i][j] = true；
                    #dp[i - 1][j - nums[i]]表示该物品放入背包。如果在 [0, i - 1] 这个子区间内就得找到一部分元素，使得它们的和为 j - nums[i]。
                    dp[i][j] = dp[i - 1][j] or dp[i - 1][j - nums[i - 1]]

        return dp[len(nums)][target_sum]

方法三：动态规划（一维数组）

class Solution:
    def canPartition(self, nums: List[int]) -> bool:

        total_sum = sum(nums)

        if total_sum % 2 != 0:
            return False

        target_sum = total_sum // 2
        dp = [False] * (target_sum + 1)
        dp[0] = True

        for num in nums:
            # 从target_sum逆序迭代到num，步长为-1
            for i in range(target_sum, num - 1, -1):
                dp[i] = dp[i] or dp[i - num]
        return dp[target_sum]

心得收获 

这里有个点注意，在求target是要用//得到的是整数类型的数值，如果用/就会得到float类型的数值

方法二中，dp[i][j] = dp[i - 1][j] or dp[i - 1][j - nums[i - 1]]可以好好理解一下，刚开始我有点没有看明白怎么理解，其实就是对应了两种情况：

1.如果取当前的数字nums[i-1]，就要看上一层的结果中dp[i - 1][j - nums[i - 1]]是否能够填满背包

2.如果不取当前数值，就要看dp[i - 1][j]是否刚好填满背包