LeetCode 46. Permutations 时间复杂度(O(n*n!))

本文深入探讨了排列算法的实现,特别是时间复杂度为O(n*n!)的算法,通过具体代码示例,详细解释了如何生成一个整数数组的所有可能排列。

时间复杂度(O(n*n!))

class Solution {
public:
    bool nextPermutation(vector<int>& nums) {
        bool mark=true;
        for(int i=1;i<nums.size();++i)
            if(nums[i-1]<nums[i]){
                mark = false;
                break;
            }
        if(mark==true) return false;
        int remainSite = -1;
        for(int j=nums.size()-1;j>0;--j){
            if(nums[j]>nums[j-1]){
                remainSite = j;
                break;
            }
        }
        int startIndex=remainSite;
        int endIndex=nums.size()-1;
        while(startIndex<endIndex){
            int tmp = nums[startIndex];
            nums[startIndex++]=nums[endIndex];
            nums[endIndex--]=tmp;  
        }
        for(int i=remainSite;i<nums.size();++i){
            if(nums[remainSite-1]<nums[i]){
                int tmp = nums[remainSite-1];
                nums[remainSite-1] = nums[i];
                nums[i]  = tmp;
                return true;
            }
        }
        return true;
    }
    vector<vector<int>> permute(vector<int>& nums) {
        vector<vector<int>> numss;
        
        if(nums.size()<2){
            numss.push_back(nums);
            return numss;
        }
        for(int i=0;i<nums.size();++i){
            for(int j=0;j<nums.size()-1-i;++j){
                if(nums[j]>nums[j+1]){
                    int tmp = nums[j];nums[j]=nums[j+1];nums[j+1]=tmp;
                }
            }
        }
        do {
            numss.push_back(nums);
        } while(nextPermutation(nums));
        return numss;

    }
};

 

### LeetCode46题 Python 实现 以下是针对LeetCode46题——Permutations的Python解决方案。该问题的核心在于生成给定列表的所有可能排列组合。 #### 方法一:回溯法 (Backtracking) 通过递归的方式构建每一种排列的可能性,使用`set()`或者布尔数组来标记已经使用的元素,从而避免重复计算。 ```python class Solution: def permute(self, nums: list[int]) -> list[list[int]]: result = [] def backtrack(path, remaining): if not remaining: # 如果剩余元素为空,则当前路径即为一个完整的排列 result.append(path[:]) return for i in range(len(remaining)): current_num = remaining[i] next_remaining = remaining[:i] + remaining[i+1:] path.append(current_num) # 将当前数字加入路径 backtrack(path, next_remaining) # 继续处理剩下的数字 path.pop() # 回溯,移除最后一个数字 backtrack([], nums) return result ``` 此方法的时间复杂度为O(N!),其中N为输入列表长度[^1]。 --- #### 方法二:插入法 (Insertion Method) 另一种思路是从空列表开始逐步扩展,每次将新数字插入已有排列的不同位置形成新的排列集合。 ```python class Solution: def permute(self, nums: list[int]) -> list[list[int]]: permutations = [[]] for num in nums: new_permutations = [] for permutation in permutations: for i in range(len(permutation) + 1): new_permutation = permutation[:i] + [num] + permutation[i:] new_permutations.append(new_permutation) permutations = new_permutations return permutations ``` 这种方法同样具有时间复杂度O(N!),但在某些场景下更直观易懂[^2]。 --- #### 方法三:DFS (Depth First Search) 利用深度优先搜索的思想,在每一层递归中选取尚未被固定的元素作为当前位置候选者,并继续向下探索直至完成整个序列的选择过程。 ```python class Solution: def permute(self, nums: list[int]) -> list[list[int]]: def dfs(ans, nums, path): if len(nums) == 0: ans.append(path) return for i in range(len(nums)): dfs(ans, nums[:i] + nums[i+1:], path + [nums[i]]) answer = [] dfs(answer, nums, []) return answer ``` 这种方式简洁明了,易于理解和实现[^3]。 --- ### 总结 以上三种算法均能有效解决LeetCode46题的要求,具体选择取决于个人偏好以及实际应用场景下的性能考量因素。无论是采用显式的状态维护还是隐含的状态传递机制,这些方案都能够满足题目对于不重复全排列生成的需求。
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