Leetcode 46. 全排列(经典回溯法)

2021年03月18日 周四 天气晴 【不悲叹过去,不荒废现在,不惧怕未来】


1. 问题简介

46. 全排列
在这里插入图片描述

2. 题解(回溯大法)

2.1 临时数组法

class Solution {
    
    
public:
    unordered_set<int> uset; // 利用哈希表判断元素是否遍历过了
    vector<vector<int>> res;
    vector<vector<int>> permute(vector<int>& nums) {
    
    
        vector<int> tmp; // 临时数组,存放每一个排列的结果
        dfs(nums,tmp,0);
        return res;
    }

    void dfs(vector<int>& nums, vector<int>& tmp, int n){
    
    
        // 终止条件,所有位都遍历完了
        if(n==nums.size()){
    
    
            res.push_back(tmp);
            return;
        }
        for(int num:nums){
    
    
            // 如果 num 还没有遍历
            if(uset.find(num)==uset.end()){
    
    
                // 加入哈希表和临时数组
                uset.insert(num);
                tmp.push_back(num);

                // 继续遍历下一位
                dfs(nums,tmp,n+1);

                // 遍历完之后记得还原,避免分支污染
                uset.erase(num);
                tmp.pop_back();
            }
        }
    }
};

这是我第一次做的时候写出的答案,比较容易理解。虽然可以通过,但是要比官方法(下面的交换法)更加耗时一些。

2.2 交换法

class Solution {
    
    
public:
    void backtrack(vector<vector<int>>& res, vector<int>& output, int first, int len){
    
    
        // 所有数都填完了
        if (first == len) {
    
    
            res.emplace_back(output);
            return;
        }
        for (int i = first; i < len; ++i) {
    
    
            // 动态维护数组
            swap(output[i], output[first]);
            // 继续递归填下一个数
            backtrack(res, output, first + 1, len);
            // 撤销操作
            swap(output[i], output[first]);
        }
    }
    vector<vector<int>> permute(vector<int>& nums) {
    
    
        vector<vector<int> > res;
        backtrack(res, nums, 0, (int)nums.size());
        return res;
    }
};

交换法也是解决全排列问题的标准方法了,代码虽然简单,但是理解起来会稍微费点劲儿。

下面这张图帮助理解:
在这里插入图片描述

*复杂度分析

在这里插入图片描述
时间复杂度的计算比较难懂,可以参考下面这张图进行理解:
在这里插入图片描述
把每一层的交换次数加起来,可以得到总的调用次数为:
在这里插入图片描述
然后就能进行上面的公式推导了。


参考文献

https://leetcode-cn.com/problems/permutations/solution/quan-pai-lie-by-leetcode-solution-2/

https://blog.csdn.net/u013905744/article/details/113779407

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