数字排列

2021-12-17 22:29:44 浏览数 (1)

输入一组数字(不包含重复数字),输出其所有的排列方式。

样例

代码语言:txt复制
输入:[1,2,3]
代码语言:txt复制
输出:
代码语言:txt复制
      [
代码语言:txt复制
        [1,2,3],
代码语言:txt复制
        [1,3,2],
代码语言:txt复制
        [2,1,3],
代码语言:txt复制
        [2,3,1],
代码语言:txt复制
        [3,1,2],
代码语言:txt复制
        [3,2,1]
代码语言:txt复制
      ]

分析:

回溯的经典题

回溯的思路:

  • 先找一个路径出来,记录下来这个路径。
  • 擦掉最后一次的查找记录,返回上一层
  • 重新找倒数第二层,找到以后继续找下一层,直到找到一个新的路径
  • 限定条件:每一层查找出来的数字都必须和其他不同

时间复杂度分析:

个内部节点,在每个内部节点内均会for循环 n

代码语言:txt复制
class Solution {
代码语言:txt复制
public:
代码语言:txt复制
    vector<vector<int>> res;//结果数组
代码语言:txt复制
    vector<bool> st;//状态数组
代码语言:txt复制
    vector<int> path;//保存当前路径的数
代码语言:txt复制
    vector<vector<int>> permutation(vector<int>& nums) {
代码语言:txt复制
        for(int i=0; i<nums.size(); i  ) st.push_back(false);
代码语言:txt复制
        dfs(nums, 0);
代码语言:txt复制
        return res;
代码语言:txt复制
    }
代码语言:txt复制
    void dfs(vector<int>& nums, int u) {
代码语言:txt复制
        if (u == nums.size()) {//u==nums.size()说明当前路径结束,返回一种情况
代码语言:txt复制
            res.push_back(path);
代码语言:txt复制
            return;
代码语言:txt复制
        }
代码语言:txt复制
        for(int i=0; i<nums.size(); i  ) {
代码语言:txt复制
            if(!st[i]) {
代码语言:txt复制
                st[i] = true;
代码语言:txt复制
                path.push_back(nums[i]);
代码语言:txt复制
                dfs(nums, u 1);
代码语言:txt复制
                //从每个分支退回来的时候需要把修改过的状态还原
代码语言:txt复制
                st[i] = false; 
代码语言:txt复制
                path.pop_back();
代码语言:txt复制
            }
代码语言:txt复制
        }
代码语言:txt复制
    }
代码语言:txt复制
};

再看一题可能包含重复数字的

输入一组数字(可能包含重复数字),输出其所有的排列方式。

样例

代码语言:txt复制
输入:[1,2,3]
代码语言:txt复制
输出:
代码语言:txt复制
      [
代码语言:txt复制
        [1,2,3],
代码语言:txt复制
        [1,3,2],
代码语言:txt复制
        [2,1,3],
代码语言:txt复制
        [2,3,1],
代码语言:txt复制
        [3,1,2],
代码语言:txt复制
        [3,2,1]
代码语言:txt复制
      ]

分析:

由于有重复元素的存在,这道题的枚举顺序和上次不同。

先将所有数从小到大排序,这样相同的数会排在一起;

从左到右依次枚举每个数,每次将它放在一个空位上;

对于相同数,我们人为定序,就可以避免重复计算:我们在dfs时记录一个额外的状态,记录上一个相同数存放的位置 start,我们在枚举当前数时,只枚举

start 1,start 2,…,n这些位置。

不要忘记递归前和回溯时,对状态进行更新。

时间复杂度:

搜索树中最后一层共

代码语言:txt复制
class Solution {
代码语言:txt复制
public:
代码语言:txt复制
    vector<vector<int>> res;
代码语言:txt复制
    vector<int> st, path;
代码语言:txt复制
    vector<vector<int>> permutation(vector<int>& nums) {
代码语言:txt复制
        st = vector<int>(nums.size(), false);
代码语言:txt复制
        sort(nums.begin(), nums.end());
代码语言:txt复制
        path = vector<int>(nums.size());
代码语言:txt复制
        dfs(nums, 0, 0);
代码语言:txt复制
        return res;
代码语言:txt复制
    }
代码语言:txt复制
    void dfs(vector<int>& nums, int u, int start) {
代码语言:txt复制
        if(u == nums.size()) {
代码语言:txt复制
            res.push_back(path);
代码语言:txt复制
            return;
代码语言:txt复制
        }
代码语言:txt复制
        if(!u || nums[u] != nums[u-1]) start = 0;
代码语言:txt复制
        for(int i=start;i<nums.size();i  ) {
代码语言:txt复制
            if (!st[i]) {
代码语言:txt复制
                st[i] = true;
代码语言:txt复制
                path[i] = nums[u];
代码语言:txt复制
                dfs(nums, u 1, i 1);
代码语言:txt复制
                // 用st[i]表示path[i]是否存在
代码语言:txt复制
                // st[i] == false,表示path[i]存在;
代码语言:txt复制
                // st[i] == true,表示path[i]不存在;
代码语言:txt复制
                // 当st[i] == false时,path[i]下次会被新的值覆盖掉,所以就不需要再remove了。
代码语言:txt复制
                st[i] = false;
代码语言:txt复制
            }
代码语言:txt复制
        }
代码语言:txt复制
    }
代码语言:txt复制
};

另一种解法:

代码语言:txt复制
class Solution {
代码语言:txt复制
public:
代码语言:txt复制
    vector<vector<int>> res;
代码语言:txt复制
    // vector<int> st;
代码语言:txt复制
    vector<int> path;
代码语言:txt复制
    vector<vector<int>> permutation(vector<int>& nums) {
代码语言:txt复制
        // st = vector<int>(nums.size(), false);
代码语言:txt复制
        sort(nums.begin(), nums.end());
代码语言:txt复制
        // path = vector<int>(nums.size());
代码语言:txt复制
        path.resize(nums.size());
代码语言:txt复制
        dfs(nums, 0, 0, 0);
代码语言:txt复制
        return res;
代码语言:txt复制
    }
代码语言:txt复制
    void dfs(vector<int>& nums, int u, int start, int state) {
代码语言:txt复制
        if(u == nums.size()) {
代码语言:txt复制
            res.push_back(path);
代码语言:txt复制
            return;
代码语言:txt复制
        }
代码语言:txt复制
        if(!u|| nums[u] != nums[u-1]) start = 0;
代码语言:txt复制
        for(int i=start;i<nums.size();i  ) {
代码语言:txt复制
            if(!(state>>i&1)) {
代码语言:txt复制
                path[i] = nums[u];
代码语言:txt复制
                dfs(nums, u 1, i 1, state (1<<i));
代码语言:txt复制
            }
代码语言:txt复制
        }
代码语言:txt复制
    }
代码语言:txt复制
};

0 人点赞