46. Permutations

本文深入解析了全排列算法的两种实现方法:迭代法和深度优先搜索(DFS)。通过实例展示了如何利用 C++ 实现给定整数集合的所有可能排列,包括使用 next_permutation 函数的迭代方法和基于 DFS 的回溯算法。文章详细解释了 DFS 方法中递归调用的层次关系,帮助读者理解全排列的生成过程。

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46. Permutations

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Given a collection of distinct integers, return all possible permutations.

Example:

Input: [1,2,3]
Output:
[
  [1,2,3],
  [1,3,2],
  [2,1,3],
  [2,3,1],
  [3,1,2],
  [3,2,1]
]

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788,865

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> permute(vector<int>& nums) {
        sort(nums.begin(),nums.end());//如果要找全排列一开始就要从小到大排序
    	int n=nums.size();
        int a[n]={};
        for(int i=0;i<n;i++){
        	a[i]=nums[i];
        }
        vector<vector<int>> rt;
        do{
        	vector<int> temp;
        	for(int i=0;i<n;i++){
        		temp.push_back(a[i]);
                //cout<<temp[i]<<' ';
        	}
            //cout<<endl;
        	rt.push_back(temp);
        }while(next_permutation(a,a+n));
        return rt;
    }
};

dfs回溯这个方法要自己好好理解层与层之间的回溯关系,不然会很混乱

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> permute(vector<int>& nums) {
        vector<vector<int>> rt;
        vector<int> temp;
        vector<int> visited(nums.size(),0);
        dfs(rt,temp,visited,nums);
        return rt;
    }
private:
    void dfs(vector<vector<int>>& rt,vector<int>& temp,vector<int>& visited,vector<int>& nums){
    	if(temp.size()==nums.size()){
    		rt.push_back(temp);
    		return;
    	}
    	for(int i=0;i<nums.size();i++){
    		if(!visited[i]){
                temp.push_back(nums[i]);
    			visited[i]=1;
    			dfs(rt,temp,visited,nums);
    			temp.pop_back();
    			visited[i]=0;
    		}
    	}
    }
};

 

 

### C++ 实现全排列算法示例 #### 使用回溯法实现全排列 为了生成给定数组 `nums` 的所有可能排列,可以采用回溯方法。这种方法通过逐步构建候选解并撤销选择来进行探索。 ```cpp #include <vector> using namespace std; void backtrack(vector<int>& nums, vector<vector<int>>& result, int start) { if (start == nums.size()) { result.push_back(nums); return; } for (int i = start; i < nums.size(); ++i) { swap(nums[start], nums[i]); backtrack(nums, result, start + 1); // 继续处理下一个位置 swap(nums[start], nums[i]); // 恢复原状以便尝试其他可能性 } } vector<vector<int>> permute(vector<int>& nums) { vector<vector<int>> result; if (nums.empty()) return result; backtrack(nums, result, 0); return result; } ``` 这段代码展示了如何利用递归来遍历每一个元素作为起始点,并交换当前索引与其他未使用的数值的位置,从而形成新的组合[^1]。 #### 利用标准库函数 `next_permutation` 除了手动编写回溯逻辑外,还可以借助 STL 提供的功能简化开发过程: ```cpp #include <algorithm> #include <vector> vector<vector<int>> permuteSTL(const vector<int>& nums) { vector<vector<int>> permutations; vector<int> temp = nums; sort(temp.begin(), temp.end()); do { permutations.push_back(temp); } while (std::next_permutation(temp.begin(), temp.end())); return permutations; } ``` 此版本先对输入序列进行了排序操作,之后调用了内置的 `next_permutation()` 函数迭代获取所有的排列情况[^4]。 #### 基于协程的全排列方案 对于更复杂的场景或者追求性能优化的情况下,也可以考虑使用协程来并发执行多个子任务以提高效率: ```cpp // 这里仅提供概念性的伪代码框架,具体实现依赖编译器支持程度以及平台特性 generator<vector<int>> coroutinePermute(vector<int> remainingElements){ if(remainingElements.empty()){ co_return; } for(auto& elem : remainingElements){ auto currentElement = elem; auto restOfList = remove_element_from_list(currentElement); yield {currentElement}; for(auto subsequence : coroutinePermute(restOfList)){ yield prepend_to_sequence(subsequence, currentElement); } } } ``` 上述片段展示了一个基于协程的概念模型,在实际应用中需根据目标环境调整语法细节[^2].
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