【递归、搜索与回溯】穷举,暴搜,深搜,回溯,剪枝:全排列与子集

文章目录

1. 全排列(LC46)

全排列

题目描述

解题思路

定义全局变量int[][] ret记录结果,int[] path记录路径。利用决策树来辅助:

定义全局变量boolean[] check判断数组中的元素是否被使用过

  • 把数组中所有元素枚举一遍,调用check判断,如果使用过则直接排除(剪枝);没有被使用过则添加到path中。
  • 回溯:函数调用完,要把path的最后一个元素删去,并且在check中标记为false,"恢复现场"
  • 递归出口:遇到"叶子节点"直接返回。

代码实现

java 复制代码
class Solution {
    List<List<Integer>> ret = new ArrayList<>();
    List<Integer> path = new ArrayList<>();
    boolean[] check;

    public List<List<Integer>> permute(int[] nums) {
        check = new boolean[nums.length];
        dfs(nums);
        return ret;
    }
    void dfs(int[] nums){
        if(nums.length == path.size()){
            ret.add(new ArrayList<>(path));
            return;
        }

        for(int i = 0;i<nums.length;i++){
            if(check[i])
                continue;
            path.add(nums[i]);
            check[i] = true;
            dfs(nums);
            //回溯 -》 恢复现场
            path.removeLast();
            check[i] = false;
        }
    }
}

注意:
ret.add(new ArrayList<>(path))不可以写成ret.add(path),因为第二种方式添加的是引用。当回溯path清空,ret中的内容也会清空。必须新建一个ArrayList对象

2. 子集(LC78)

子集

题目描述

解题思路

与上一题相同,定义全局变量path记录路径,全局变量ret记录结果。

  • 解法一:

    1. 借助决策树来判断:每一个节点可以选择数组中的元素是否存在。
    2. 函数头:void dfs(int nums[],int i) i表示当前要考虑数组中第i个元素是否要存在。
      • 不选:直接继续调用dfs(nums,i+1);
      • 选择当前元素:path先添加当前元素,再调用dfs(nums,i+1)
    3. 递归出口:当i==nums.length-1,说明已经遍历完所有元素,就可以退出了。
  • 解法二:

    1. 第一层考虑一个元素,第二层考虑两个元素,以此类推。
    2. 往后扩展时只能从当前元素后面选择,否则会重复。决策树的节点就是结果。
    3. 函数头:void dfs(int[] nums,int i)i 表示当前函数从第i个元素开始枚举

代码实现

  • 解法一:
java 复制代码
class Solution {
    List<List<Integer>> ret = new ArrayList<>();
    List<Integer> path = new ArrayList<>();
    public List<List<Integer>> subsets(int[] nums) {
        dfs(nums,0);
        return ret;
    }
    void dfs(int[] nums,int i){
        if(i == nums.length){
            ret.add(new ArrayList(path));
            return;
        }
        //不选当前元素
        dfs(nums,i+1);

        //选择当前元素
        path.add(nums[i]);
        dfs(nums,i+1);
        //恢复现场
        path.removeLast();
    }
}
  • 解法二:
java 复制代码
class Solution {
    List<List<Integer>> ret = new ArrayList<>();
    List<Integer> path = new ArrayList<>();
    public List<List<Integer>> subsets(int[] nums) {
        dfs(nums,0);
        return ret;
    }
    void dfs(int[] nums,int i){
        //每一个节点都是一个结果
        ret.add(new ArrayList<>(path));
        for(int j = i;j<nums.length;j++){
            path.add(nums[j]);
            dfs(nums,j+1);
            //恢复现场
            path.removeLast();
        }
    }
}
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