参考
代码随想录
题目一:LeetCode 491.递增子序列
这个题同样涉及到去重,但是不能再使用子集II那题中的去重方法,在那个题中用下面的代码去重:
if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1] && !used[i - 1]){
continue;
这样去重的前提是已经对原来的数组进行排序,但是这个题不能对原来的数组排序。去重原理是一样的,即在同一层上已经使用过的元素就不能再使用了。这里使用unordered_set来保存每一层上使用过的元素,以此来实现去重操作。
- 确定递归函数的参数和返回值
参数:数组nums,指向下一个元素的startIndex
返回值:无
vector<int> path;
vector<vector<int>> result;
void backtracking(vector<int>& nums,int startIndex);
- 确定终止条件:这里可以有终止条件,也可以没有,如果有,当startIndex == nums.size()的时候就可以返回了,也可以没有是因为此时不会满足for循环了,也会退出,因此可以不写终止条件。另外,需要收集遍历路径上的满足条件的结果,因为要至少有两个元素,所以当path中的元素大于等于2时就保存当result中。
if(path.size() >= 2)
result.push_back(path);
- 确定单层递归逻辑:如果当前元素在这一层上还没有用过,且满足递增关系,则将该元素加入到path中,否则不做处理,然后递归调用,遍历剩余元素。
unordered_set<int> set;
for(int i = startIndex; i < nums.size(); i++){
if((!path.empty() && path.back() > nums[i]) ||
set.find(nums[i]) != set.end())
continue;
set.insert(nums[i]);
path.push_back(nums[i]);
backtracking(nums,i+1);
path.pop_back();
}
注意,上面的unordered_set set;要定义在函数内部,因为每一层对应一个集合,不能只使用一个。完整的代码实现如下:
class Solution {
public:
void backtracking(vector<int>& nums,int startIndex){
if(path.size() >= 2)
result.push_back(path);
unordered_set<int> set;
for(int i = startIndex; i < nums.size(); i++){
if((!path.empty() && path.back() > nums[i]) ||
set.find(nums[i]) != set.end())
continue;
set.insert(nums[i]);
path.push_back(nums[i]);
backtracking(nums,i+1);
path.pop_back();
}
}
vector<vector<int>> findSubsequences(vector<int>& nums) {
backtracking(nums,0);
return result;
}
private:
vector<int> path;
vector<vector<int>> result;
};
优化
上面用unordered_set来实现哈希,但这个题可以用数组来实现。题目中说数值范围为[-100,100],因此定义一个大小为201,类型为bool类型的数组就可以了。将unordered_set替换为数组后的代码如下:
class Solution {
public:
void backtracking(vector<int>& nums,int startIndex){
if(path.size() >= 2)
result.push_back(path);
bool used[201] = {false};
for(int i = startIndex; i < nums.size(); i++){
if((!path.empty() && path.back() > nums[i]) ||
used[nums[i] + 100] == true)
continue;
used[nums[i] + 100] = true;
path.push_back(nums[i]);
backtracking(nums,i+1);
path.pop_back();
}
}
vector<vector<int>> findSubsequences(vector<int>& nums) {
backtracking(nums,0);
return result;
}
private:
vector<int> path;
vector<vector<int>> result;
};
题目二:LeetCode 46.全排列
全排列的过程抽象为如下图所示的树形结构:
- 确定递归函数的参数
排列问题需要使用一个used数组来标记某个元素是否使用过,如上图中的红色部分。
vector<vector<int>> result;
vector<int> path;
void backtracking (vector<int>& nums, vector<bool>& used)
- 确定递归终止条件:可以从上图看出,最终要收集的是叶子节点,当path.size() == nums.size()的时候就说明到了叶子节点了,即可以保存结果了。
if (path.size() == nums.size()) {
result.push_back(path);
return;
}
- 确定单层搜索逻辑:在排列的for循环中,每次都要从头开始搜索,如果某个元素已经使用过了就跳过该元素。
for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {
if (used[i] == true) continue; // path里已经收录的元素,直接跳过
used[i] = true;
path.push_back(nums[i]);
backtracking(nums, used);
path.pop_back();
used[i] = false;
}
完整的代码实现如下:
class Solution {
public:
void backtracking(vector<int>& nums,vector<bool>& used)
{
if(path.size() == nums.size()){
result.push_back(path);
return;
}
for(int i = 0; i < nums.size(); i++){
if(used[i] == true) continue;
used[i] = true;
path.push_back(nums[i]);
backtracking(nums,used);
used[i] = false;
path.pop_back();
}
}
vector<vector<int>> permute(vector<int>& nums) {
vector<bool> used(nums.size(),false);
backtracking(nums,used);
return result;
}
private:
vector<int> path;
vector<vector<int>> result;
};
题目三:LeetCode 47.全排列II
这个题在上一个题的基础上加入去重操作,去重过程如下图所示:
可以看出,同样是在同一层上使用过的元素不能再使用。其实,在纵向遍历过程中去重也是可以的,但是为了和组合一致,还是使用在树层上去重,且这种方式效率更高。代码实现如下:
class Solution {
public:
void backtracking(vector<int>& nums,vector<bool>& used)
{
if(path.size() == nums.size()){
result.push_back(path);
return;
}
for(int i = 0; i < nums.size(); i++){
if(i > 0 && nums[i] == nums[i-1] && used[i-1] == false) continue;
if(used[i] == true) continue;
used[i] = true;
path.push_back(nums[i]);
backtracking(nums,used);
used[i] = false;
path.pop_back();
}
}
vector<vector<int>> permuteUnique(vector<int>& nums) {
vector<bool> used(nums.size(),false);
sort(nums.begin(),nums.end());
backtracking(nums,used);
return result;
}
private:
vector<int> path;
vector<vector<int>> result;
};
其中的去重语句为:
if(i > 0 && nums[i] == nums[i-1] && used[i-1] == false) continue;
如果将上面的used[i-1] == false
改为used[i-1] == true
则就是在纵向遍历中去重。