二进制枚举

给你一个整数数组 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:

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

示例 2:

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输入:nums = [0]
输出:[[],[0]]

提示:

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

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class Solution {
    public List<List<Integer>> subsets(int[] nums) {
        List<Integer> t = new ArrayList<>();
        List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>();
        int n = nums.length;
        for (int i = 0; i < (1 << n); i++) {
            t.clear();
//用于清空List的元素
            for (int j = 0; j < n; j++) {
                if((i & (1 << j)) != 0){
//判断二进制的第j位是不是等于1,只能用不等于0这个条件判断,坚决不能用等于1这个条件判断,这是错误的
                    t.add(nums[j]);
                }
            }
            ans.add(new ArrayList<>(t));
        }
        return ans;
    }
}

二进制枚举 (Binary Enumeration)是一种利用二进制位01 来表示选 / 不选 状态,从而遍历所有可能组合 的暴力算法技巧。它特别适合解决子集生成、状态压缩、二元选择类问题。

适用场景

  • 子集生成(LeetCode 78. 子集)
  • 0-1 背包(n ≤ 20)
  • 状态压缩 DP(如旅行商问题预处理)
  • 开关 / 灯问题(如 "费解的开关")
  • 容斥原理(枚举交集)
  • n 很小的组合选择(n ≤ 20~25)
  • 优点
    • 代码极简洁,不用递归 / 回溯
    • 位运算极快(CPU 原生支持)
    • 状态用整数表示,方便存储 / 哈希
  • 缺点
    • 复杂度 O(n⋅2n)n>25 基本不可行

小结

二进制枚举 = 暴力 + 位运算优化 。看到 "选 / 不选"、"子集"、"n 很小(≤20)" 时,优先想到它。

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