题目描述(中等难度)

上一道题类似,不同之处就是给定的数字中会有重复的,这样的话用之前的算法会产出重复的序列。例如,[ 1 1 ],用之前的算法,产生的结果肯定是 [ [ 1 1 ], [ 1 1 ] ],也就是产生了重复的序列。但我们可以在上一题的解法中进行修改从而解决这道题。

解法一 插入

这个没想到怎么在原基础上改,可以直接了当些,在它产生的结果里,对结果去重再返回。对于去重的话,一般的方法肯定就是写两个 for 循环,然后一个一个互相比较,然后找到重复的去掉。这里,我们用 39题 解法二中提到的一种去重的方法。

解法二 回溯

看下之前的算法

  1. List<List<Integer>> list = new ArrayList<>();
  2. backtrack(list, new ArrayList<>(), nums);
  3. return list;
  4. }
  5. private void backtrack(List<List<Integer>> list, List<Integer> tempList, int [] nums){
  6. if(tempList.size() == nums.length){
  7. list.add(new ArrayList<>(tempList));
  8. } else{
  9. for(int i = 0; i < nums.length; i++){
  10. if(tempList.contains(nums[i])) continue; // 已经存在的元素,跳过
  11. tempList.add(nums[i]); //将当前元素加入
  12. backtrack(list, tempList, nums); //向后继续添加
  13. tempList.remove(tempList.size() - 1); //将 tempList 刚添加的元素,去掉,尝试新的元素
  14. }
  15. }
  16. }

假如给定的数组是 [ 1 1 3 ],我们来看一下遍历的这个图。

第一个要解决的就是这句代码

换个思路,我们可以再用一个 list 保存当前 templist 中已经有的元素的下标,然后添加新元素的时候去判断下标就可以了。

第二个问题就是,可以看到有重复元素的时候,上边第 1 个图和第 2 个图产生的是完全一样的序列。所以第 2 个遍历是没有必要的。

解决的方案就是把数组首先排下顺序,然后判断一下上一个添加的元素和当前元素是不是相等,相等的话就跳过,继续下一个元素。

  1. public List<List<Integer>> permuteUnique(int[] nums) {
  2. List<List<Integer>> list = new ArrayList<>();
  3. Arrays.sort(nums);
  4. List<Integer> old = new ArrayList<>();
  5. backtrack(list, new ArrayList<>(), nums, old);
  6. }
  7. private void backtrack(List<List<Integer>> list, List<Integer> tempList, int[] nums, List<Integer> old) {
  8. list.add(new ArrayList<>(tempList));
  9. } else {
  10. for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
  11. //解决第一个问题
  12. if (old.contains(i)) {
  13. continue;
  14. }
  15. //解决第二个问题 !old.contains(i - 1) 很关键,下边解释下
  16. if (i > 0 && !old.contains(i - 1) && nums[i - 1] == nums[i]) {
  17. continue;
  18. }
  19. old.add(i);//添加下标
  20. tempList.add(nums[i]); // 将当前元素加入
  21. backtrack(list, tempList, nums, old); // 向后继续添加
  22. old.remove(old.size() - 1);
  23. tempList.remove(tempList.size() - 1);
  24. }
  25. }
  26. }

解决第二个问题 !old.contains(i - 1) 很关键 因为上边 old.contains(i) 代码会使得一些元素跳过没有加到 templist 上,所以我们要判断 nums[ i - 1 ] 是不是被跳过的那个元素,如果 old.contains ( i ) 返回 true , 即使 nums [ i - 1 ] == nums [ i ] 也不能跳过当前元素。因为上一个元素 nums [ i - 1 ] 并没有被添加到 templist。可能比较绕,但是可以参照上边的图,走一下流程就懂了。如果不加 !old.contains ( i - 1 ),那么图中的第 2 行的第 2 个 1 本来应该加到 tempList,但是会被跳过。因为第 2 行第 1 个元素也是 1。

对于解决第一个问题,我们用了一个 list 来保存下标来解决。需要一个 O ( n ) 的空间。有一种方法,我们可以用 O(1)的空间。不过前提是,我们需要对问题的样例了解,也就是给定的输入所包含的数字。我们需要找到一个样例中一定不包含的数字来解决我们的问题。

首先,我们假设输入的所有的数字中没有 -100 这个数字。

当然这个想法局限性很大,但是如果对解决的问题很熟悉,一般是可以找到这样一个不会输入的数字,然后可以优化空间复杂度。

解法三 交换

这个改起来相对容易些,之前的想法就是在每一个位置,让每个数字轮流交换过去一下。这里的话,我们其实只要把当前位置已经有哪些数字来过保存起来,如果有重复的话,我们不让他交换,直接换下一个数字就可以了。

  1. public List<List<Integer>> permuteUnique(int[] nums) {
  2. List<List<Integer>> all = new ArrayList<>();
  3. Arrays.sort(nums);
  4. upset(nums, 0, all);
  5. }
  6. if (begin == nums.length) {
  7. ArrayList<Integer> temp = new ArrayList<Integer>();
  8. for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
  9. temp.add(nums[i]);
  10. }
  11. all.add(new ArrayList<Integer>(temp));
  12. return;
  13. }
  14. HashSet<Integer> set = new HashSet<>(); //保存当前要交换的位置已经有过哪些数字了
  15. for (int i = begin; i < nums.length; i++) {
  16. if (set.contains(nums[i])) { //如果存在了就跳过,不去交换
  17. continue;
  18. }
  19. set.add(nums[i]);
  20. swap(nums, i, begin);
  21. upset(nums, begin + 1, all);
  22. swap(nums, i, begin);
  23. }
  24. }
  25. private void swap(int[] nums, int i, int begin) {
  26. int temp = nums[i];
  27. nums[i] = nums[begin];
  28. }

基本上都是在上道题的基础上改出来了,一些技巧也是经常遇到,比如先排序,然后判断和前一个是否重复。利用 Hash 去重的功能。利用原来的存储空间隐藏掉数据,然后再想办法还原。

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