回溯算法之全排列问题
发布日期:2021-05-14 14:14:42 浏览次数:25 分类:精选文章

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回溯算法是一种常用的技术,可以用于逐层探索所有可能的组合或排列。在这种情况下,我们将使用回溯算法来生成所有可能的排列。以下是一个逐步的说明和代码实现:

  • 初始化:在函数开始处,初始化一个空的路径向量track,用来记录当前生成的排列情况。

  • 递归函数:定义一个递归函数backtrack,接收当前的数字列表nums和当前路径track。此函数的目的是通过对nums中的元素进行选择和回溯,生成所有可能的排列。

  • 结束条件:如果当前路径的大小等于数字列表的大小,则意味着找到了一种满足条件的排列,将其添加到结果集中。

  • 遍历选择列表:对于每一个数字,首先检查它是否已经存在于当前路径中。如果不存在,则将其添加到路径中,并继续递归。若存在,则跳过,防止重复选择。

  • 递归调用:选择一个数字后,调用递归函数继续探索,直到生成满足条件的排列。

  • 撤销选择:当递归返回时,撤销刚刚的选择(即从路径中删除最后一个元素),继续尝试下一个数字。

  • 以下是示例代码:

    #include 
    using namespace std;
    class Solution {
    public:
    vector
    > result;
    vector
    nums;
    Solution(vector
    nums) {
    this->nums = nums;
    result.clear();
    }
    vector
    > permute(vector
    &nums) { vector
    track; backtrack(nums, track); return result; } void backtrack(vector
    &nums, vector
    &track) { if (track.size() == nums.size()) { result.push_back(track); return; } for (size_t i = 0; i < nums.size(); ++i) { if (find(track.begin(), track.end(), nums[i]) == track.end()) { track.push_back(nums[i]); backtrack(nums, track); track.pop_back(); } } } };

    代码解释

    • Solution:该类用于存储解的结果和输入的数字列表。

    • permute函数:这是一个公开的函数,接受一个数字列表nums作为引用,它调用私有的回溯函数并返回最终的结果。

    • backtrack函数:这是回溯的核心函数,定义在Solution类中。

      • 结束条件:当track的大小等于nums的大小时,说明生成了一种排列,添加到result中。

      • 遍历和选择:遍历nums中的每个元素。使用标准库函数find检查当前元素是否已经存在于track中。如果不存在,则将其添加到track中,进行递归调用。

      • 递归和回溯:递归调用会继续构建排列,直到满足结束条件。递归返回后,撤销选择(删除track中最后一个元素)。

    通过这种方式,我们可以系统地探索所有可能的排列,确保不重复且完全覆盖所有可能性。这种方法的时间复杂度是O(n!),相当于生成所有可能的排列数,因此在n较大的情况下,可能会导致性能问题。

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    哈哈,博客排版真的漂亮呢~
    [***.90.31.176]2025年04月21日 09时16分50秒