题目描述(中等难度)

描述的很简单,就是给定几个数,然后输出他们所有排列的可能。

解法一 插入

这是自己开始想到的一个方法,考虑的思路是,先考虑小问题怎么解决,然后再利用小问题去解决大问题。没错,就是递归的思路。比如说,

如果只有 1 个数字 [ 1 ],那么很简单,直接返回 [ [ 1 ] ] 就 OK 了。

如果加了 1 个数字 2, [ 1 2 ] 该怎么办呢?我们只需要在上边的情况里,在 1 的空隙,也就是左边右边插入 2 就够了。变成 [ [ 2 1 ], [ 1 2 ] ]。

如果再加 1 个数字 3,[ 1 2 3 ] 该怎么办呢?同样的,我们只需要在上边的所有情况里的空隙里插入数字 3 就行啦。例如 [ 2 1 ] 在左边,中间,右边插入 3 ,变成 3 2 1,2 3 1,2 1 3。同理,1 2 在左边,中间,右边插入 3,变成 3 1 2,1 3 2,1 2 3,所以最后的结果就是 [ [ 3 2 1],[ 2 3 1],[ 2 1 3 ], [ 3 1 2 ],[ 1 3 2 ],[ 1 2 3 ] ]。

如果再加数字也是同样的道理,只需要在之前的情况里,数字的空隙插入新的数字就够了。

思路有了,直接看代码吧。

既然有递归的过程,我们也可以直接改成迭代的,可以把递归开始不停压栈的过程省略了。

  1. List<List<Integer>> all = new ArrayList<>();
  2. all.add(new ArrayList<>());
  3. //在上边的基础上只加上最外层的 for 循环就够了,代表每次新添加的数字
  4. for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
  5. for (int j = 0; j < current_size; j++) {
  6. for (int k = 0; k <= i; k++) {
  7. temp.add(k, nums[i]);
  8. all.add(temp);
  9. }
  10. }
  11. for (int j = 0; j < current_size; j++) {
  12. all.remove(0);
  13. return all;
  14. }

时间复杂度,如果只分析代码的话挺复杂的。如果从最后的结果来说,应该是 n! 个结果,所以时间复杂度应该是 O(n!)。

解法二 回溯

这个开始没想到,参考)。

其实也算是蛮典型的回溯,利用递归每次向 temp 里添加一个数字,数字添加够以后再回来进行回溯,再向后添加新的解。

可以理解成一层一层的添加,每一层都是一个 for 循环。

每调用一层就进入一个 for 循环,相当于列出了所有解,然后挑选了我们需要的。其实本质上就是深度优先遍历 DFS。

时间复杂度:

空间复杂度:

解法三 交换

参考这里

这个想法就很 cool 了,之前第一个解法的递归,有点儿动态规划的意思,把 1 个数字的解,2 个数字的解,3 个数字的解,一环套一环的求了出来。

  1. upset(int[] nums, int begin, List<List<Integer>> all)

如果有这样的函数,那么一切就都简单了。

如果 begin 等于 nums 的长度,那么就表示 begin 前的数字都不变,也就是全部数字不变,我们只需要把它加到 all 中就行了。

如果是其它的情况,我们其实只需要用一个 for 循环,把每一个数字都放到 begin 一次,然后再变化后边的数字就够了,也就是调用 upset 函数,从 begin + 1 开始的所有组合。

  1. for (int i = begin; i < nums.length; i++) {
  2. swap(nums, i, begin);
  3. upset(nums, begin + 1, all);
  4. swap(nums, i, begin);

总体就是这样了。

时间复杂度:

空间复杂度:

这道题很经典了,用动态规划,回溯,递归各实现了一遍,当然解法一强行递归了一下,和解法三相比真是相形见绌,解法三才是原汁原味的递归,简洁优雅。

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