思路分析：

1. 使用DFS算法进行全排列，递归地尝试每个可能的排列方式。
2. 使用 path 向量保存当前正在生成的排列，当其大小达到输入数组的大小时，将其加入结果集。
3. 使用 visited 向量标记每个数字是否已经被访问过，以确保每个数字在一个排列中只使用一次。
4. 在递归过程中，对于每个未访问的数字，将其加入排列，标记为已访问，然后递归生成下一个位置的数字。
5. 在递归完成后，需要回溯，撤销对当前数字的标记，同时将其从排列中移除，以尝试其他可能的排列。

#include <vector>

class Solution {
    vector<vector<int>> result; // 用于存储最终的全排列结果
    vector<int> path; // 用于存储当前正在生成的排列

    // 深度优先搜索函数，生成全排列
    void dfs(vector<int>& nums, vector<bool> visited) {
        // 如果当前排列的长度等于数组的长度，说明已经生成一个完整的排列
        if (path.size() == nums.size()) {
            result.push_back(path); // 将当前排列加入结果集
            return;
        }

        // 遍历数组中的每个元素
        for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
            // 如果当前数字已经被访问过，则跳过
            if (visited[nums[i] + 10] == true)
                continue;

            visited[nums[i] + 10] = true; // 标记当前数字为已访问
            path.push_back(nums[i]); // 将当前数字加入排列
            dfs(nums, visited); // 递归生成下一个位置的数字

            visited[nums[i] + 10] = false; // 回溯，撤销对当前数字的标记
            path.pop_back(); // 回溯，将当前数字从排列中移除
        }

        return;
    }

public:
    // 主函数，用于生成给定数组的全排列
    vector<vector<int>> permute(vector<int>& nums) {
        vector<bool> visited(21, false); // 初始化访问数组，范围是[-10, 10]
        dfs(nums, visited); // 调用深度优先搜索函数生成全排列
        return result; // 返回最终结果
    }
};