day29 | 回溯5

0.引言

    1. 遞增子序列
    1. 全排列
    1. 全排列 II

491. # 遞增子序列

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algorithms Medium (52.57%) 625 -

給你一個(gè)整數(shù)數(shù)組 nums ,找出并返回所有該數(shù)組中不同的遞增子序列,遞增子序列中 至少有兩個(gè)元素 。你可以按 任意順序 返回答案。

數(shù)組中可能含有重復(fù)元素,如出現(xiàn)兩個(gè)整數(shù)相等,也可以視作遞增序列的一種特殊情況。

示例 1:

輸入:nums = [4,6,7,7]
輸出:[[4,6],[4,6,7],[4,6,7,7],[4,7],[4,7,7],[6,7],[6,7,7],[7,7]]

示例 2:

輸入:nums = [4,4,3,2,1]
輸出:[[4,4]]

提示:

  • 1 <= nums.length <= 15
  • -100 <= nums[i] <= 100

Discussion | Solution

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V1:自己實(shí)現(xiàn),細(xì)節(jié)梳理還是不到位:

class Solution {
 public:
  vector<vector<int>> findSubsequences(vector<int>& nums) {
    if (nums.size() <= 1) return {};
    std::vector<std::vector<int>> res;
    std::vector<int> sub_squence;
    dfs(nums, 0, sub_squence, res);
    return res;
  }

 private:
  // 屬于子集問(wèn)題
  void dfs(std::vector<int>& nums, int start_idx, std::vector<int>& sub_squence,
           std::vector<std::vector<int>>& res) {
    // 1.終止條件
    if (start_idx >= nums.size()) {
      if (sub_squence.size() < 2) return;
      res.push_back(sub_squence);
      return;
    }

    for (int i = start_idx; i < nums.size(); ++i) {
      if (sub_squence.size() == 0) {
        sub_squence.push_back(nums[i]);
      } else {
        if (sub_squence.back() > nums[i]) {
          continue;
        } else {
          sub_squence.push_back(nums[i]);
          dfs(nums, i + 1, sub_squence, res);
          sub_squence.pop_back();
        }
      }
    }
  }
};
image.png

V2:沒有實(shí)現(xiàn)去重:

class Solution {
 public:
  vector<vector<int>> findSubsequences(vector<int>& nums) {
    if (nums.size() <= 1) return {};
    std::vector<std::vector<int>> res;
    std::vector<int> sub_squence;
    dfs(nums, 0, sub_squence, res);
    return res;
  }

 private:
  // 屬于子集問(wèn)題
  void dfs(std::vector<int>& nums, int start_idx, std::vector<int>& sub_squence,
           std::vector<std::vector<int>>& res) {
    // 1.終止條件
    // if (start_idx >= nums.size()) {
    //   if (sub_squence.size() < 2) return;
    //   res.push_back(sub_squence);
    //   return;
    // }

    // 1.終止條件
    if (sub_squence.size() > 1) {
      res.push_back(sub_squence);
      // 注意這里不要加return,因?yàn)橐渖系乃泄?jié)點(diǎn),讓遞歸自然返回
    }
    
    for (int i = start_idx; i < nums.size(); ++i) {
      if (sub_squence.size() == 0) {
        sub_squence.push_back(nums[i]);
      } else {
        if (sub_squence.back() > nums[i]) {
          continue;
        } else {
          sub_squence.push_back(nums[i]);
          dfs(nums, i + 1, sub_squence, res);
          sub_squence.pop_back();
        }
      }
    }
  }
};
image.png

[4,6,7]重復(fù)了,nums為[4,6,7,7]

利用set去重的邏輯:


491-1.jpg
/*
 * @lc app=leetcode.cn id=491 lang=cpp
 *
 * [491] 遞增子序列
 */

// @lc code=start
class Solution {
 public:
  vector<vector<int>> findSubsequences(vector<int>& nums) {
    if (nums.size() <= 1) return {};
    std::vector<std::vector<int>> res;
    std::vector<int> sub_squence;
    dfs(nums, 0, sub_squence, res);
    return res;
  }

 private:
  // 屬于子集問(wèn)題
  void dfs(std::vector<int>& nums, int start_idx, std::vector<int>& sub_squence,
           std::vector<std::vector<int>>& res) {
    // 1.終止條件
    if (sub_squence.size() > 1) {
      res.push_back(sub_squence);
      // 注意這里不要加return,因?yàn)橐渖系乃泄?jié)點(diǎn),讓遞歸自然返回
    }

    std::unordered_set<int> uset;  // 使用set對(duì)本層元素進(jìn)行去重
    for (int i = start_idx; i < nums.size(); ++i) {
      if ((!sub_squence.empty() && nums[i] < sub_squence.back()) ||
          uset.find(nums[i]) != uset.end()) {
        continue;
      }

      uset.insert(nums[i]);  // 記錄這個(gè)元素在本層用過(guò)了,本層后面不能再用了
      sub_squence.push_back(nums[i]);
      dfs(nums, i + 1, sub_squence, res);
      sub_squence.pop_back();
    }
  }
};
// @lc code=end

46. # 全排列

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algorithms Medium (78.88%) 2490 -

給定一個(gè)不含重復(fù)數(shù)字的數(shù)組 nums ,返回其 所有可能的全排列 。你可以 按任意順序 返回答案。

示例 1:

輸入:nums = [1,2,3]
輸出:[[1,2,3],[1,3,2],[2,1,3],[2,3,1],[3,1,2],[3,2,1]]

示例 2:

輸入:nums = [0,1]
輸出:[[0,1],[1,0]]

示例 3:

輸入:nums = [1]
輸出:[[1]]

提示:

  • 1 <= nums.length <= 6
  • -10 <= nums[i] <= 10
  • nums 中的所有整數(shù) 互不相同

Discussion | Solution

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處理排列問(wèn)題就不用使用startIndex了。但排列問(wèn)題需要一個(gè)used數(shù)組,標(biāo)記已經(jīng)選擇的元素,如圖橘黃色部分所示:


image.png
/*
 * @lc app=leetcode.cn id=46 lang=cpp
 *
 * [46] 全排列
 */

// @lc code=start
class Solution {
 public:
  vector<vector<int>> permute(vector<int>& nums) {
    std::vector<std::vector<int>> res;
    std::vector<int> path;
    std::vector<bool> used(nums.size(), false);
    dfs(nums, used, path, res);
    return res;
  }

 private:
  // 排列問(wèn)題
  void dfs(std::vector<int>& nums, std::vector<bool>& used,
           std::vector<int>& path, std::vector<std::vector<int>>& res) {
    if (path.size() == nums.size()) {
      res.push_back(path);
      return;
    }

    for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) {
      if (used[i]) continue;
      used[i] = true;
      path.push_back(nums[i]);
      dfs(nums, used, path, res);
      path.pop_back();
      used[i] = false;
    }
  }
};
// @lc code=end

47. # 全排列 II

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algorithms Medium (65.43%) 1327 -

給定一個(gè)可包含重復(fù)數(shù)字的序列 nums按任意順序 返回所有不重復(fù)的全排列。

示例 1:

輸入:nums = [1,1,2]
輸出:
[[1,1,2],
 [1,2,1],
 [2,1,1]]

示例 2:

輸入:nums = [1,2,3]
輸出:[[1,2,3],[1,3,2],[2,1,3],[2,3,1],[3,1,2],[3,2,1]]

提示:

  • 1 <= nums.length <= 8
  • -10 <= nums[i] <= 10

Discussion | Solution

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這個(gè)題就把前兩個(gè)題結(jié)合起來(lái)了,同樣使用uset為當(dāng)前層去重:

/*
 * @lc app=leetcode.cn id=47 lang=cpp
 *
 * [47] 全排列 II
 */

// @lc code=start
class Solution {
 public:
  vector<vector<int>> permuteUnique(vector<int>& nums) {
    std::vector<std::vector<int>> res;
    std::vector<int> path;
    std::vector<bool> used(nums.size(), false);
    dfs(nums, used, path, res);
    return res;
  }

 private:
  // 排列問(wèn)題去重
  void dfs(std::vector<int>& nums, std::vector<bool>& used,
           std::vector<int>& path, std::vector<std::vector<int>>& res) {
    if (path.size() == nums.size()) {
      res.push_back(path);
      return;
    }

    std::unordered_set<int> uset;  // 同樣的使用set去重
    for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) {
      if (used[i] || uset.find(nums[i]) != uset.end()) continue;
      uset.insert(nums[i]);
      used[i] = true;
      path.push_back(nums[i]);
      dfs(nums, used, path, res);
      path.pop_back();
      used[i] = false;
    }
  }
};
// @lc code=end
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