Permutations(46)

本文介绍了一种使用C++实现的全排列算法,通过递归思想求解给定整数集合的所有可能排列。示例中,输入为[1,2,3],输出包含6种不同的排列方式。算法的时间复杂度为O(n!),详细解析了递归过程及其实现代码。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

46— Permutations

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

Example 1:

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

C++代码:
class Solution{
public:
  vector<vector<int> > permute(vector<int> &v){
    vector<vector<int> > result;
    helper(result,v,0);
    return result;
  }
private:
  void helper(vector<vector<int> > &result , vector<int> &v,int start) {
    if(start == v.size()) {
      result.push_back(v);
      return;
    } else {
      for (int i = start; i <v.size() ;i++) {
        swap(v[i],v[start]);
        helper(result,v,start + 1);
        swap(v[i],v[start]); // 即当有一个全排列输出的时候, 交换的位置要恢复
      }
    }
  }
};
Complexity Analysis:

Time complexity : O(n!). T(n)=n∗T(n−1)+cnT(n) = n*T(n-1) +cnT(n)=nT(n1)+cn

思路:
  • 递归的思想
  • 求n个数的全排列”, 相当于第一个位置与其他位置交换, 然后对每一个交换的结果求n-1个数的全排列,

例如求“1234”的全排列,

  • 当第一个数与第一个数交换时,相当于求“234”的全排列的;
  • 当第一个数与第二个数交换时,相当于求“134”的全排列;
  • 当第一个数与第三个数交换时,相当于求“214”的全排列;
  • 当第一个数与第四个数交换时,相当于求“231”的全排列;

依次递归, 递归的出口条件是求一个数的全排列,

### 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].
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值