给定一个不含重复数字的数组 nums ,返回其 所有可能的全排列 。你可以 按任意顺序 返回答案。
示例 1:
输入:nums = [1,2,3]
输出:[[1,2,3],[1,3,2],[2,1,3],[2,3,1],[3,1,2],[3,2,1]]
示例 2:
输入:nums = [0,1]
输出:[[0,1],[1,0]]
示例 3:
输入:nums = [1]
输出:[[1]]
提示:
- 1 <= nums.length <= 6
- -10 <= nums[i] <= 10
- nums 中的所有整数 互不相同
/**
* @param {number[]} nums
* @return {number[][]}
*/
var permute = function (nums) {};
回溯 + DFS 思想
例子解析
先用 (1, 2, 3) 进行举例:
- 以 1 开头的全排列,它们是:[1, 2, 3], [1, 3, 2],即 1 + [2, 3] 的全排列;
- 以 2 开头的全排列,它们是:[2, 1, 3], [2, 3, 1],即 2 + [1, 3] 的全排列;
- 以 3 开头的全排列,它们是:[3, 1, 2], [3, 2, 1],即 3 + [1, 2] 的全排列。
思路解析
-
按顺序枚举每一位可能出现的情况,已经选择的数字在 当前 要选择的数字中不能出现(设置一个 visited 数组)。
-
这样的思路,可以用一个树形结构表示。而树上的每一个结点表示了求解全排列问题的不同的阶段,这些阶段通过变量的「不同的值」体现,这些变量的不同的值,称之为「状态」;
-
使用深度优先遍历有「回头」的过程,在「回头」以后, 状态变量需要设置成为和先前一样 ,因此在回到上一层结点的过程中,需要撤销上一次的选择,这个操作称之为「状态重置」;
使用编程的方法得到全排列,就是在这样的一个树形结构中完成 遍历,从树的根结点到叶子结点形成的路径就是其中一个全排列。
要注意的地方
- 要注意遍历到相应的结点的时候,状态变量的值是正确的,具体的做法是:往下走一层的时候,path 变量在尾部追加,而往回走的时候,需要撤销上一次的选择,也是在尾部操作,因此 path 变量是一个栈;
- 深度优先遍历通过「回溯」操作,实现了全局使用一份状态变量的效果(因此,在每次遍历到叶子结点要将 path 数组拷贝到 result 返回数组,即 new 一个,或 […push])
代码解释
- 首先这棵树除了根结点和叶子结点以外,每一个结点做的事情其实是一样的,即:在已经选择了一些数的前提下,在剩下的还没有选择的数中,依次选择一个数,这显然是一个 递归 结构;
- 递归的终止条件是: 一个排列中的数字已经选够了 ,因此我们需要一个变量来表示当前程序递归到第几层,我们把这个变量叫做 depth。
- 布尔数组 visited,初始化的时候都为 false 表示这些数还没有被选择,当我们选定一个数的时候,就将这个数组的相应位置设置为 true ,这样在进行下一层递归时,就能够以 O(1) 的时间复杂度判断这个数是否被选择过,这是一种「以空间换时间」的思想。
- 这些变量称为「状态变量」,它们表示了在求解一个问题的时候所处的阶段。需要根据问题的场景设计合适的状态变量。
/**
* @param {number[]} nums
* @return {number[][]}
*/
var permute = function (nums) {
let len = nums.length,
result = [],
visited = new Array(len).fill(false);
const dfs = (nums, len, depth, path, visited) => {
// 遍历到叶子结点了,可以返回了
if (depth === len) {
result.push([...path]);
}
for (let i = 0; i < len; i++) {
// 如果没遍历过
if (!visited[i]) {
// 压入 path 数组,然后是否遍历过的数组此下标处变为 true
path.push(nums[i]);
visited[i] = true;
// 继续 dfs,直到最后一层
dfs(nums, len, depth + 1, path, visited);
// 进行回溯,还原,以便下一次使用
visited[i] = false;
path.pop();
}
}
};
dfs(nums, len, 0, [], visited);
return result;
};