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代码随想录算法训练营第二十九天 | * 491.递增子序列 * 46.全排列 * 47.全排列 II

时间:2023-01-13 00:23:14浏览次数:75  
标签:排列 nums 46 随想录 int used new path

* 491.递增子序列

* 46.全排列

* 47.全排列 II

详细布置

491.递增子序列

https://programmercarl.com/0491.%E9%80%92%E5%A2%9E%E5%AD%90%E5%BA%8F%E5%88%97.html

视频讲解:https://www.bilibili.com/video/BV1EG4y1h78回溯三部曲

  • 递归函数参数

本题求子序列,很明显一个元素不能重复使用,所以需要startIndex,调整下一层递归的起始位置。

  • 终止条件

本题其实类似求子集问题,也是要遍历树形结构找每一个节点,所以和回溯算法:求子集问题!(opens new window)一样,可以不加终止条件,startIndex每次都会加1,并不会无限递归。

  • 单层搜索逻辑

同一父节点下的同层上使用过的元素就不能再使用了

class Solution {
    private List<Integer> path = new ArrayList<>();
    private List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();

    public List<List<Integer>> findSubsequences(int[] nums) {
        backtracking(nums,0);
        return res;
    }

    private void backtracking(int[] nums, int start) {
        if (path.size() > 1) {
            res.add(new ArrayList<>(path));
        }
        int[] used = new int[201];// 这里使用数组来进行去重操作,题目说数值范围[-100, 100]
        for (int i = start; i < nums.length; i++) {
            if (!path.isEmpty() && nums[i] < path.get(path.size() - 1) ||
                (used[nums[i] + 100] == 1)) {
                continue;
            }
            used[nums[i] + 100] = 1;// 记录这个元素在本层用过了,本层后面不能再用了
            path.add(nums[i]);
            backtracking(nums, i + 1);
            path.remove(path.size() - 1);
        }
    }
}
info
			解答成功:
			执行耗时:5 ms,击败了61.98% 的Java用户
			内存消耗:47.2 MB,击败了66.78% 的Java用户
//法二:使用map
class Solution {
    //结果集合
    List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
    //路径集合
    LinkedList<Integer> path = new LinkedList<>();
    public List<List<Integer>> findSubsequences(int[] nums) {
        getSubsequences(nums,0);
        return res;
    }
    private void getSubsequences( int[] nums, int start ) {
        if(path.size()>1 ){
            res.add( new ArrayList<>(path) );
            // 注意这里不要加return,要取树上的节点
        }
        HashMap<Integer,Integer> map = new HashMap<>();
        for(int i=start ;i < nums.length ;i++){
            if(!path.isEmpty() && nums[i]< path.getLast()){
                continue;
            }
            // 使用过了当前数字
            if ( map.getOrDefault( nums[i],0 ) >=1 ){
                continue;
            }
            map.put(nums[i],map.getOrDefault( nums[i],0 )+1);
            path.add( nums[i] );
            getSubsequences( nums,i+1 );
            path.removeLast();
        }
    }
}

46.全排列

本题重点感受一下,排列问题 与 组合问题,组合总和,子集问题的区别。 为什么排列问题不用 startIndex

https://programmercarl.com/0046.%E5%85%A8%E6%8E%92%E5%88%97.html

视频讲解:https://www.bilibili.com/video/BV19v4y1S79W

思路:回溯三部曲

  • 递归函数参数

首先排列是有序的,也就是说 [1,2] 和 [2,1] 是两个集合,这和之前分析的子集以及组合所不同的地方

可以看出元素1在[1,2]中已经使用过了,但是在[2,1]中还要在使用一次1,所以处理排列问题就不用使用startIndex了。

但排列问题需要一个used数组,标记已经选择的元素,如图橘黄色部分所示:

  • 递归终止条件

可以看出叶子节点,就是收割结果的地方。

那么什么时候,算是到达叶子节点呢?

当收集元素的数组path的大小达到和nums数组一样大的时候,说明找到了一个全排列,也表示到达了叶子节点。

  • 单层搜索的逻辑

这里和77.组合问题(opens new window)131.切割问题(opens new window)78.子集问题(opens new window)最大的不同就是for循环里不用startIndex了。

因为排列问题,每次都要从头开始搜索,例如元素1在[1,2]中已经使用过了,但是在[2,1]中还要再使用一次1。

而used数组,其实就是记录此时path里都有哪些元素使用了,一个排列里一个元素只能使用一次

class Solution {
    List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();// 存放符合条件结果的集合
    LinkedList<Integer> path = new LinkedList<>();// 用来存放符合条件结果
    boolean[] used;

    public List<List<Integer>> permute(int[] nums) {
        if (nums.length == 0) {
            return result;
        }
        used = new boolean[nums.length];
        permuteHelper(nums);
        return result;
    }

    private void permuteHelper(int[] nums) {
        if (path.size() == nums.length) {
            result.add(new ArrayList<>(path));
        }
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (used[i]) {
                continue;
            }
            used[i] = true;
            path.add(nums[i]);
            permuteHelper(nums);
            path.removeLast();
            used[i] = false;
        }
    }
}
//info
			解答成功:
			执行耗时:1 ms,击败了82.38% 的Java用户
			内存消耗:41.8 MB,击败了43.08% 的Java用户

47.全排列 II

本题 就是我们讲过的 40.组合总和II 去重逻辑 和 46.全排列 的结合,可以先自己做一下,然后重点看一下 文章中 我讲的拓展内容。 used[i - 1] == true 也行,used[i - 1] == false 也行

https://programmercarl.com/0047.%E5%85%A8%E6%8E%92%E5%88%97II.html

视频讲解:https://www.bilibili.com/video/BV1R84y1i7Tm

思路:

对同一树层,前一位(也就是nums[i-1])如果使用过,那么就进行去重。

一般来说:组合问题和排列问题是在树形结构的叶子节点上收集结果,而子集问题就是取树上所有节点的结果

46.全排列(opens new window)中已经详细讲解了排列问题的写法,在40.组合总和II(opens new window)90.子集II(opens new window)中详细讲解了去重的写法,代码如下:

class Solution {
    List<List<Integer>> res = new ArrayList<>();
    List<Integer> path = new ArrayList<>();

    public List<List<Integer>> permuteUnique(int[] nums) {
        boolean[] used = new boolean[nums.length];
        Arrays.fill(used, false);
        Arrays.sort(nums);
        backTrack(nums, used);
        return res;
    }

    private void backTrack(int[] nums, boolean[] used) {
        if (path.size() == nums.length) {
            res.add(new ArrayList<>(path));
            return;
        }
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            // used[i - 1] == true,说明同⼀树⽀nums[i - 1]使⽤过
            // used[i - 1] == false,说明同⼀树层nums[i - 1]使⽤过
            // 如果同⼀树层nums[i - 1]使⽤过则直接跳过
            if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1] && used[i - 1] == false) {
                continue;
            }
            if (used[i] == false) {
                used[i] = true;
                path.add(nums[i]);
                backTrack(nums, used);
                path.remove(path.size() - 1);
                used[i] = false;
            }
        }
    }
}
//info
			解答成功:
			执行耗时:1 ms,击败了99.82% 的Java用户
			内存消耗:42.3 MB,击败了37.27% 的Java用户

标签:排列,nums,46,随想录,int,used,new,path
From: https://www.cnblogs.com/gaoyuan2lty/p/17048339.html

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