题目
给定一个不含重复数字的数组?nums ?,返回其?所有可能的全排列?。你可以?按任意顺序?返回答案。
题目地址:https://leetcode.cn/problems/permutations/
解法1:回溯算法
思路参考:力扣官方题解、liweiwei
https://leetcode.cn/problems/permutations/solution/hui-su-suan-fa-python-dai-ma-java-dai-ma-by-liweiw/?
?一边看上图,一边看思路。
深度优先遍历: ????????在一个列表的尾部不断的添加元素,添加过的元素将其布尔数组对应值变成false,表示使用过了,下一次添加将不会添加使用过的数。 ????????当一个list添加满了,就将其添加到结果List中。然后再寻找下一个list。
例如
推荐一边看代码,一边看图,一边看解析。
上图,数组是【1,2,3】:
- 开始递归:判断列表是否满,没满,先选择“1”,然后将“1”对应的布尔数组中设置为true,表示1 已经被使用了。开始递归下一层,也就是层数+1,表示列表已经有1个数,这时链表是“1”。
- 开始递归:判断列表是否满,没满,继续添加,因为“1”添加过了,往后走,添加“2”,然后将“2”对应布尔数组的位置设置为true,表示“2”已经被使用了。开始递归下一层,层数再+1,表示列表已经有2个数,这时链表是“1,2”。
- 开始递归:判断列表是否满,没满,继续添加,因为“1”、“2”添加过了,往后走,添加“3”,然后将“3”对应布尔数组的位置设置为true,表示“3”已经被使用了。开始递归下一层,层数再+1,表示列表已经有3个数,这时链表是“1,2,3”。
- 开始递归:判断列表是否满,满了,将结果“1,2,3”添加到最后的结果list中,结束这次递归。
- 开始回溯,也就是回到了第3步的递归之后的代码,撤销:删掉链表最后一个数“3”,再将“3”设置为没使用过,这时链表是“1,2”。因为现在for循环已经执行到了i=3,所以结束这次的递归。
- 开始回溯,也就是回到了第2步的递归之后的代码,撤销:删掉链表最后一个数“2”,再将“2”设置为没使用过。这时链表是“1”。因为现在for循环执行到了i=2,所以开始下一轮循环i=3。添加“3”,然后将“3”对应布尔数组的位置设置为true,这时链表是“1,3”表示“3”已经被使用了。开始递归下一层,层数再+1,表示列表已经有2个数。
- 开始递归:判断列表是否满,没满,继续添加,因为“1”添加过了,“2”没有添加,添加“2”,然后将“2”对应布尔数组的位置设置为true,表示“2”已经被使用了。这时链表是“1,3,2”开始递归下一层,层数再+1,表示列表已经有3个数。
- 开始递归:判断列表是否满,满了,将结果“1,3,2”添加到最后的结果list中,结束这次递归。。
- 后面就和上图一样继续递归+循环
class Solution {
//将最后的结果设置为全局变量,方便递归的操作,也可以设置为递归的参数,但那样为觉得递归的参数太多了不美观。
List<List<Integer>> res = new ArrayList<List<Integer>>();
public List<List<Integer>> permute(int[] nums) {
int len = nums.length;
if (len == 0) {
return res;
}
List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
boolean[] used = new boolean[len];//初始化布尔数组都是false
dfs(nums, len, 0,used, list);
return res;
}
/**
*深度优先遍历:
* 在一个列表的尾部不断的添加元素,添加过的元素将其布尔数组对应值变成false,表示使用过了,下一次添加将不会添加使用过的数
* 当一个List添加满了,就将其添加到结果List中
*
* @param nums 传入的数组
* @param len 数组长度
* @param depth 递归到了第几层,也就是当前已经选了几个数了
* @param used 布尔数组,表示是否使用过。以空间换取时间。true:使用过了。false:没被使用。
* @param list 用于放一个结果的list
*/
void dfs(int[] nums, int len, int depth, boolean[] used, List<Integer> list) {
//递归终止条件
if (depth == len) {//当递归的深度 = 数组的长度的时候:说明我们的list已经满了,一个结果已经有了,直接上传
res.add(new ArrayList<>(list));//添加的时候,添加的是拷贝的List
return;
}
for (int i = 0; i < len; i++) {
if (used[i]) {//如果当前这个数已经被使用过,那就跳过
continue;
}//否则,没有使用过
list.add(nums[i]);//添加这个数
used[i] = true;//在布尔数组used中将其变成true,表示使用过了
dfs(nums, len, depth + 1, used,list);//递归到下一层,只有层数:“depth”参数改变,其他参数不变
//回溯:前面做了什么,后面就要撤销这些操作
list.remove(list.size()-1);//删除最后面这个数
used[i] = false;//在布尔数组used中将其变成false,表示没被使用
}
}
}
总结
回溯算法确实难,但多练几遍,多思考就会了,如果你第一次就写出来了,那你确实厉害,如果没有写出来,那也不必灰心,大部分人都是看题解看多了才会的。
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