Leetcode 剑指 Offer II 079.子集

题目难度: 中等
原题链接
今天继续更新 Leetcode 的剑指 Offer(专项突击版)系列, 大家在公众号 算法精选 里回复 剑指offer2 就能看到该系列当前连载的所有文章了, 记得关注哦~

题目描述

给定一个整数数组 nums ,数组中的元素 互不相同 。返回该数组所有可能的子集(幂集)。

解集 不能 包含重复的子集。你可以按 任意顺序 返回解集。

示例 1:

  • 输入:nums = 1,2,3
  • 输出:\[,1,2,1,2,3,1,3,2,3,1,2,3]

示例 2:

  • 输入:nums = 0
  • 输出:\[,0]

提示:

  • 1 <= nums.length <= 10
  • -10 <= numsi <= 10
  • nums 中的所有元素 互不相同

题目思考

  1. 如果限制只能用递归或者迭代, 如何解决?

解决方案

方案 1

思路
  • 首先我们可以尝试用递归的思路来解决
  • 观察幂集的特点, 我们可以发现它的每个子集都可以细分成两种情况: 使用原集合的某个元素以及不使用该元素
  • 大家可以将整个过程想象成一个二叉树: 每遍历到原集合的一个元素, 都可以将其分成两个分支继续向下, 直到遍历完所有元素为止
  • 我们可以基于上述分析进行递归求解, 具体做法如下:
    • 传入当前下标以及当前使用的元素组成的列表
    • 然后递归调用下一下标, 此时分为两种情况: 使用当前元素和不使用当前元素
    • 最后递归出口是下标达到原集合长度, 此时形成的列表即为幂集的其中一个子集
  • 由于原集合中不包含重复元素, 所以每个递归出口形成的列表也各不相同, 无需手动去重
复杂度
  • 时间复杂度 O(2^N): 每遍历一个元素我们都有两种选择, 所以总时间是 2^N
  • 空间复杂度 O(N): 递归栈的消耗, 对应的是上述分析中二叉树的高度, 即原集合长度 N
代码
Python 3
python 复制代码
class Solution:
    def subsets(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
        # 方法1: 递归传入当前下标和列表
        res = []

        def getSet(i, cur):
            if i == len(nums):
                # 递归出口, 将其加入最终结果集
                res.append(cur)
                return
            # 两种情况/分支
            getSet(i + 1, cur)
            getSet(i + 1, cur + [nums[i]])

        getSet(0, [])
        return res

方案 2

思路
  • 接下来我们尝试用迭代的思路来解决
  • 根据方案 1 的分析, 我们不难发现幂集的所有子集都可以用一个长度为 N 的 mask 来表示 (N 是原集合长度)
  • 其中 mask 的第 i 位为 1 就对应使用下标 i 的元素, 为 0 则不使用
  • 所以我们可以依次遍历0, 2\^N-1, 统计其哪些位为 1, 从而得到对应的子集并加入结果集即可
复杂度
  • 时间复杂度 O(N*2^N): 需要遍历 2^N 个元素, 内层循环需要遍历 N 位得到具体的子集
  • 空间复杂度 O(1): 只使用了几个常数空间的变量 (结果集占用的空间不计算在内)
代码
Python 3
python 复制代码
class Solution:
    def subsets(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
        # 方法2: 迭代+位运算
        n = len(nums)
        res = []
        for mask in range(1 << n):
            cur = []
            for i in range(n):
                if (mask >> i) & 1:
                    # 第 i 位为 1, 使用对应下标 i 的元素
                    cur.append(nums[i])
            res.append(cur)
        return res

大家可以在下面这些地方找到我~😊
我的 GitHub
我的 Leetcode
我的 CSDN
我的知乎专栏
我的头条号
我的牛客网博客
我的公众号: 算法精选, 欢迎大家扫码关注~😊

相关推荐
JAVA面经实录91719 分钟前
Java 数据结构与算法 (终极完整学习文档)
java·数据结构·算法
程序员三藏1 小时前
Web自动化测试详解
自动化测试·软件测试·python·selenium·测试工具·职场和发展·测试用例
开源Z2 小时前
LeetCode 42 · 接雨水:从暴力到双指针的三步优化
算法·leetcode
旖-旎2 小时前
《LeetCode 695 岛屿的最大面积 FloodFill DFS 解法》
c++·算法·力扣·深度优先遍历·floodfill
syagain_zsx3 小时前
STL 之 vector 讲练结合
c++·算法
MartinYeung54 小时前
[论文学习]DP2Unlearning:高效且具保证的大型语言模型遗忘框架(基于差分隐私的 LLM Unlearning 方法)
学习·算法·语言模型
Tian_Hang4 小时前
C++原型模式(Protype)
开发语言·c++·算法
bIo7lyA8v4 小时前
算法复杂度的渐进分析与实际运行时间的差异的技术8
算法
yuan199975 小时前
欧拉梁静力与屈曲计算的 MATLAB 实现(有限差分法 + 解析解)
开发语言·算法·matlab