416. 分割等和子集
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给你一个 只包含正整数 的 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。
思路
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。
本题可以用01背包来解决(元素只能用一次)
所以现在题目变为: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。
动态规划五部曲
- 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,所背的物品价值可以最大为dp[j]。
套到本题,dp[j]表示 背包总容量是j,最大可以凑成j的子集总和为dp[j]。
- 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]);
- dp数组如何初始化
从dp[j]的定义来看,首先dp[0]一定是0。
如果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数组在递归公式的过程中取的最大的价值,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。
int[] dp = new int[target + 1];
数组大小只用nums总和的一半,加上一个0
- 确定遍历顺序
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
// 开始 01背包
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
for (int j = target; j >= nums[i]; j--) {
//物品 i 的重量是 nums[i],其价值也是 nums[i]
dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - nums[i]] + nums[i]);
}
}
- 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
以示例1为例:
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。
完整代码
public boolean canPartition(int[] nums) {
int sum = 0;
for (int num : nums) {
sum += num;
}
// 如果和为奇数,肯定不能平分
if (sum % 2 != 0) {
return false;
}
// 不为奇数就新设置一个target
int target = sum / 2;
int[] dp = new int[target + 1];
// 开始 01背包
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
for (int j = target; j >= nums[i]; j--) {
//物品 i 的重量是 nums[i],其价值也是 nums[i]
dp[j] = Math.max(dp[j], dp[j - nums[i]] + nums[i]);
}
}
// 集合中的元素正好可以凑成总和target
if (dp[target] == target) return true;
return false;
}