图解题库 / 回溯 · 组合

77. 组合

中等 含交互动画

学完这道你应该能: 说清它为什么用「组合」,而不是死记步骤; 合上页面,自己默写出核心代码; 用 30 秒把思路讲清楚。

题目描述

给两个整数 n 和 k,返回 1..n 中所有 k 个数的组合(组合不讲顺序,[1,2] 和 [2,1] 算同一个)。

n = 4
k = 2
输出 = [1,2][1,3][1,4][2,3][2,4][3,4]

思路解析

k=2 写两层 for,k=5 写五层……k 是变量时,嵌套循环根本写不出来。

用递归代替「不定层循环」:每选一个数,就从它后面继续选下一个,选够 k 个就收下。

关键是 start:选了 2 之后只能从 3 往后挑,绝不回头选 1。这样 [1,2] 出现过就不会再冒出 [2,1]。

选 1:先选 1,路径 [1]。接下来只能从 2 开始往后挑,1 不再回头看。

选 2,凑够 2 个:再选 2,路径 [1,2],已经够 k=2 个,收进结果,然后回退换下一个。

回溯,1 配 3、配 4:退回去把 1 跟 3、跟 4 也配一遍,收下 [1,3]、[1,4]。1 打头的组合就全了。

换头:2、3 打头:再回到最外层换成 2 打头、3 打头……最终 6 个组合全部收齐

组合类题的核心——用 start 下标避免重复,让不定层数的枚举变成一个干净的递归。

参考代码(Python)

Python
1def combine(n, k):
2    res = []
3    def bt(start, path):
4        if len(path) == k:                # 够 k 个,收
5            res.append(path[:]); return
6        for i in range(start, n + 1):     # 从 start 往后挑
7            path.append(i)
8            bt(i + 1, path)               # 下一层从 i+1 开始
9            path.pop()                    # 撤销,回溯
10    bt(1, [])
11    return res

复杂度分析

  • 时间复杂度:O(C(n,k) · k) —— 收每个组合要 O(k)
  • 空间复杂度:O(k) —— 递归深度 k

套路模板

骨架记牢:for 从 start 起、递归传 i+1(不是 start+1)、选完 pop。这是所有「组合 / 子集」题的母模板。

Python
1def bt(start, path):
2    if 满足收集条件:
3        res.append(path[:]); return
4    for i in range(start, n + 1):
5        path.append(i)
6        bt(i + 1, path)        # 关键:i+1
7        path.pop()

易错点

  • 下一层传 start + 1 → ✅ 传 i + 1(要从「当前选的 i」后面继续,不是从 start 后面,传 start+1 会重复选)
  • res.append(path) → ✅ res.append(path[:])(path 是同一个列表,会被后续 pop 改掉,必须存一份拷贝)
  • 选完忘了 path.pop() → ✅ 递归后立刻 pop 撤销(不撤销,path 会越积越长,把别的分支也污染了)

以上文字与上方动画完全同一思路:先看动画建立直觉 → 读文字巩固 → 关掉页面自己默写一遍代码,能写出来才算真的掌握

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