讀完本文,你不僅學會了演算法套路,還可以順便去 LeetCode 上拿下如下題目:
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雖然這幾個問題是高中就學過的,但如果想編寫演算法決這幾類問題,還是非常考驗計算機思維的,本文就講講程式設計解決這幾個問題的核心思路,以後再有什麼變體,你也能手到擒來,以不變應萬變。
無論是排列、組合還是子集問題,簡單說無非就是讓你從序列 nums
中以給定規則取若干元素,主要有以下幾種變體:
形式一、元素無重不可複選,即 nums
中的元素都是唯一的,每個元素最多隻能被使用一次,這也是最基本的形式。
以組合為例,如果輸入 nums = [2,3,6,7]
,和為 7 的組合應該只有 [7]
。
形式二、元素可重不可複選,即 nums
中的元素可以存在重複,每個元素最多隻能被使用一次。
以組合為例,如果輸入 nums = [2,5,2,1,2]
,和為 7 的組合應該有兩種 [2,2,2,1]
和 [5,2]
。
形式三、元素無重可複選,即 nums
中的元素都是唯一的,每個元素可以被使用若干次。
以組合為例,如果輸入 nums = [2,3,6,7]
,和為 7 的組合應該有兩種 [2,2,3]
和 [7]
。
當然,也可以說有第四種形式,即元素可重可複選。但既然元素可複選,那又何必存在重複元素呢?元素去重之後就等同於形式三,所以這種情況不用考慮。
上面用組合問題舉的例子,但排列、組合、子集問題都可以有這三種基本形式,所以共有 9 種變化。
除此之外,題目也可以再新增各種限制條件,比如讓你求和為 target
且元素個數為 k
的組合,那這麼一來又可以衍生出一堆變體,怪不得面試筆試中經常考到排列組合這種基本題型。
但無論形式怎麼變化,其本質就是窮舉所有解,而這些解呈現樹形結構,所以合理使用回溯演算法框架,稍改程式碼框架即可把這些問題一網打盡。
具體來說,你需要先閱讀並理解前文 回溯演算法核心套路,然後記住如下子集問題和排列問題的回溯樹,就可以解決所有排列組合子集相關的問題:
為什麼只要記住這兩種樹形結構就能解決所有相關問題呢?
首先,組合問題和子集問題其實是等價的,這個後面會講;至於之前說的三種變化形式,無非是在這兩棵樹上剪掉或者增加一些樹枝罷了。
那麼,接下來我們就開始窮舉,把排列/組合/子集問題的 9 種形式都過一遍,學學如何用回溯演算法把它們一套帶走。
子集(元素無重不可複選)
力扣第 78 題「子集」就是這個問題:
題目給你輸入一個無重複元素的陣列 nums
,其中每個元素最多使用一次,請你返回 nums
的所有子集。
函式簽名如下:
List<List<Integer>> subsets(int[] nums)
比如輸入 nums = [1,2,3]
,演算法應該返回如下子集:
[ [],[1],[2],[3],[1,2],[1,3],[2,3],[1,2,3] ]
好,我們暫時不考慮如何用程式碼實現,先回憶一下我們的高中知識,如何手推所有子集?
首先,生成元素個數為 0 的子集,即空集 []
,為了方便表示,我稱之為 S_0
。
然後,在 S_0
的基礎上生成元素個數為 1 的所有子集,我稱為 S_1
:
接下來,我們可以在 S_1
的基礎上推匯出 S_2
,即元素個數為 2 的所有子集:
為什麼集合 [2]
只需要新增 3
,而不新增前面的 1
呢?
因為集合中的元素不用考慮順序, [1,2,3]
中 2
後面只有 3
,如果你向前考慮 1
,那麼 [2,1]
會和之前已經生成的子集 [1,2]
重複。
換句話說,我們通過保證元素之間的相對順序不變來防止出現重複的子集。
接著,我們可以通過 S_2
推出 S_3
,實際上 S_3
中只有一個集合 [1,2,3]
,它是通過 [1,2]
推出的。
整個推導過程就是這樣一棵樹:
注意這棵樹的特性:
如果把根節點作為第 0 層,將每個節點和根節點之間樹枝上的元素作為該節點的值,那麼第 n
層的所有節點就是大小為 n
的所有子集。
你比如大小為 2 的子集就是這一層節點的值:
PS:注意,本文之後所說「節點的值」都是指節點和根節點之間樹枝上的元素,且將根節點認為是第 0 層。
那麼再進一步,如果想計算所有子集,那隻要遍歷這棵多叉樹,把所有節點的值收集起來不就行了?
直接看程式碼:
List<List<Integer>> res = new LinkedList<>();
// 記錄回溯演算法的遞迴路徑
LinkedList<Integer> track = new LinkedList<>();
// 主函式
public List<List<Integer>> subsets(int[] nums) {
backtrack(nums, 0);
return res;
}
// 回溯演算法核心函式,遍歷子集問題的回溯樹
void backtrack(int[] nums, int start) {
// 前序位置,每個節點的值都是一個子集
res.add(new LinkedList<>(track));
// 回溯演算法標準框架
for (int i = start; i < nums.length; i++) {
// 做選擇
track.addLast(nums[i]);
// 通過 start 引數控制樹枝的遍歷,避免產生重複的子集
backtrack(nums, i + 1);
// 撤銷選擇
track.removeLast();
}
}
看過前文 回溯演算法核心框架 的讀者應該很容易理解這段程式碼把,我們使用 start
引數控制樹枝的生長避免產生重複的子集,用 track
記錄根節點到每個節點的路徑的值,同時在前序位置把每個節點的路徑值收集起來,完成回溯樹的遍歷就收集了所有子集:
最後,backtrack
函式開頭看似沒有 base case,會不會進入無限遞迴?
其實不會的,當 start == nums.length
時,葉子節點的值會被裝入 res
,但 for 迴圈不會執行,也就結束了遞迴。
組合(元素無重不可複選)
如果你能夠成功的生成所有無重子集,那麼你稍微改改程式碼就能生成所有無重組合了。
你比如說,讓你在 nums = [1,2,3]
中拿 2 個元素形成所有的組合,你怎麼做?
稍微想想就會發現,大小為 2 的所有組合,不就是所有大小為 2 的子集嘛。
所以我說組合和子集是一樣的:大小為 k
的組合就是大小為 k
的子集。
比如力扣第 77 題「組合」:
給定兩個整數 n
和 k
,返回範圍 [1, n]
中所有可能的 k
個數的組合。
函式簽名如下:
List<List<Integer>> combine(int n, int k)
比如 combine(3, 2)
的返回值應該是:
[ [1,2],[1,3],[2,3] ]
這是標準的組合問題,但我給你翻譯一下就變成子集問題了:
給你輸入一個陣列 nums = [1,2..,n]
和一個正整數 k
,請你生成所有大小為 k
的子集。
還是以 nums = [1,2,3]
為例,剛才讓你求所有子集,就是把所有節點的值都收集起來;現在你只需要把第 2 層(根節點視為第 0 層)的節點收集起來,就是大小為 2 的所有組合:
反映到程式碼上,只需要稍改 base case,控制演算法僅僅收集第 k
層節點的值即可:
List<List<Integer>> res = new LinkedList<>();
// 記錄回溯演算法的遞迴路徑
LinkedList<Integer> track = new LinkedList<>();
// 主函式
public List<List<Integer>> combine(int n, int k) {
backtrack(1, n, k);
return res;
}
void backtrack(int start, int n, int k) {
// base case
if (k == track.size()) {
// 遍歷到了第 k 層,收集當前節點的值
res.add(new LinkedList<>(track));
return;
}
// 回溯演算法標準框架
for (int i = start; i <= n; i++) {
// 選擇
track.addLast(i);
// 通過 start 引數控制樹枝的遍歷,避免產生重複的子集
backtrack(i + 1, n, k);
// 撤銷選擇
track.removeLast();
}
}
這樣,標準的子集問題也解決了。
排列(元素無重不可複選)
排列問題在前文 回溯演算法核心框架 講過,這裡就簡單過一下。
力扣第 46 題「全排列」就是標準的排列問題:
給定一個不含重複數字的陣列 nums
,返回其所有可能的全排列。
函式簽名如下:
List<List<Integer>> permute(int[] nums)
比如輸入 nums = [1,2,3]
,函式的返回值應該是:
[
[1,2,3],[1,3,2],
[2,1,3],[2,3,1],
[3,1,2],[3,2,1]
]
剛才講的組合/子集問題使用 start
變數保證元素 nums[start]
之後只會出現 nums[start+1..]
中的元素,通過固定元素的相對位置保證不出現重複的子集。
但排列問題的本質就是窮舉元素的位置,nums[i]
之後也可以出現 nums[i]
左邊的元素,所以之前的那一套玩不轉了,需要額外使用 used
陣列來標記哪些元素還可以被選擇。
標準全排列可以抽象成如下這棵二叉樹:
我們用 used
陣列標記已經在路徑上的元素避免重複選擇,然後收集所有葉子節點上的值,就是所有全排列的結果:
List<List<Integer>> res = new LinkedList<>();
// 記錄回溯演算法的遞迴路徑
LinkedList<Integer> track = new LinkedList<>();
// track 中的元素會被標記為 true
boolean[] used;
/* 主函式,輸入一組不重複的數字,返回它們的全排列 */
public List<List<Integer>> permute(int[] nums) {
used = new boolean[nums.length];
backtrack(nums);
return res;
}
// 回溯演算法核心函式
void backtrack(int[] nums) {
// base case,到達葉子節點
if (track.size() == nums.length) {
// 收集葉子節點上的值
res.add(new LinkedList(track));
return;
}
// 回溯演算法標準框架
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
// 已經存在 track 中的元素,不能重複選擇
if (used[i]) {
continue;
}
// 做選擇
used[i] = true;
track.addLast(nums[i]);
// 進入下一層回溯樹
backtrack(nums);
// 取消選擇
track.removeLast();
used[i] = false;
}
}
這樣,全排列問題就解決了。
但如果題目不讓你算全排列,而是讓你算元素個數為 k
的排列,怎麼算?
也很簡單,改下 backtrack
函式的 base case,僅收集第 k
層的節點值即可:
// 回溯演算法核心函式
void backtrack(int[] nums, int k) {
// base case,到達第 k 層
if (track.size() == k) {
// 第 k 層節點的值就是大小為 k 的排列
res.add(new LinkedList(track));
return;
}
// 回溯演算法標準框架
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
// ...
backtrack(nums, k);
// ...
}
}
子集/組合(元素可重不可複選)
剛才講的標準子集問題輸入的 nums
是沒有重複元素的,但如果存在重複元素,怎麼處理呢?
力扣第 90 題「子集 II」就是這樣一個問題:
給你一個整數陣列 nums
,其中可能包含重複元素,請你返回該陣列所有可能的子集。
函式簽名如下:
List<List<Integer>> subsetsWithDup(int[] nums)
比如輸入 nums = [1,2,2]
,你應該輸出:
[ [],[1],[2],[1,2],[2,2],[1,2,2] ]
當然,按道理說集合不應該包含重複元素的,但既然題目這樣問了,我們就忽略這個細節吧,仔細思考一下這道題怎麼做才是正事。
就以 nums = [1,2,2]
為例,為了區別兩個 2
是不同元素,後面我們寫作 nums = [1,2,2']
。
按照之前的思路畫出子集的樹形結構,顯然,兩條值相同的相鄰樹枝會產生重複:
[
[],
[1],[2],[2'],
[1,2],[1,2'],[2,2'],
[1,2,2']
]
所以我們需要進行剪枝,如果一個節點有多條值相同的樹枝相鄰,則只遍歷第一條,剩下的都剪掉,不要去遍歷:
體現在程式碼上,需要先進行排序,讓相同的元素靠在一起,如果發現 nums[i] == nums[i-1]
,則跳過:
List<List<Integer>> res = new LinkedList<>();
LinkedList<Integer> track = new LinkedList<>();
public List<List<Integer>> subsetsWithDup(int[] nums) {
// 先排序,讓相同的元素靠在一起
Arrays.sort(nums);
backtrack(nums, 0);
return res;
}
void backtrack(int[] nums, int start) {
// 前序位置,每個節點的值都是一個子集
res.add(new LinkedList<>(track));
for (int i = start; i < nums.length; i++) {
// 剪枝邏輯,值相同的相鄰樹枝,只遍歷第一條
if (i > start && nums[i] == nums[i - 1]) {
continue;
}
track.addLast(nums[i]);
backtrack(nums, i + 1);
track.removeLast();
}
}
這段程式碼和之前標準的子集問題的程式碼幾乎相同,就是新增了排序和剪枝的邏輯。
至於為什麼要這樣剪枝,結合前面的圖應該也很容易理解,這樣帶重複元素的子集問題也解決了。
我們說了組合問題和子集問題是等價的,所以我們直接看一道組合的題目吧,這是力扣第 40 題「組合總和 II」:
給你輸入 candidates
和一個目標和 target
,從 candidates
中找出中所有和為 target
的組合。
candidates
可能存在重複元素,且其中的每個數字最多隻能使用一次。
說這是一個組合問題,其實換個問法就變成子集問題了:請你計算 candidates
中所有和為 target
的子集。
所以這題怎麼做呢?
對比子集問題的解法,只要額外用一個 trackSum
變數記錄回溯路徑上的元素和,然後將 base case 改一改即可解決這道題:
List<List<Integer>> res = new LinkedList<>();
// 記錄回溯的路徑
LinkedList<Integer> track = new LinkedList<>();
// 記錄 track 中的元素之和
int trackSum = 0;
public List<List<Integer>> combinationSum2(int[] candidates, int target) {
if (candidates.length == 0) {
return res;
}
// 先排序,讓相同的元素靠在一起
Arrays.sort(candidates);
backtrack(candidates, 0, target);
return res;
}
// 回溯演算法主函式
void backtrack(int[] nums, int start, int target) {
// base case,達到目標和,找到符合條件的組合
if (trackSum == target) {
res.add(new LinkedList<>(track));
return;
}
// base case,超過目標和,直接結束
if (trackSum > target) {
return;
}
// 回溯演算法標準框架
for (int i = start; i < nums.length; i++) {
// 剪枝邏輯,值相同的樹枝,只遍歷第一條
if (i > start && nums[i] == nums[i - 1]) {
continue;
}
// 做選擇
track.add([i]);
trackSum += nums[i];
// 遞迴遍歷下一層回溯樹
backtrack(nums, i + 1, target);
// 撤銷選擇
track.removeLast();
trackSum -= nums[i];
}
}
排列(元素可重不可複選)
排列問題的輸入如果存在重複,比子集/組合問題稍微複雜一點,我們看看力扣第 47 題「全排列 II」:
給你輸入一個可包含重複數字的序列 nums
,請你寫一個演算法,返回所有可能的全排列,函式簽名如下:
List<List<Integer>> permuteUnique(int[] nums)
比如輸入 nums = [1,2,2]
,函式返回:
[ [1,2,2],[2,1,2],[2,2,1] ]
先看解法程式碼:
List<List<Integer>> res = new LinkedList<>();
LinkedList<Integer> track = new LinkedList<>();
boolean[] used;
public List<List<Integer>> permuteUnique(int[] nums) {
// 先排序,讓相同的元素靠在一起
Arrays.sort(nums);
used = new boolean[nums.length];
backtrack(nums, track);
return res;
}
void backtrack(int[] nums) {
if (track.size() == nums.length) {
res.add(new LinkedList(track));
return;
}
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
if (used[i]) {
continue;
}
// 新新增的剪枝邏輯,固定相同的元素在排列中的相對位置
if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1] && !used[i - 1]) {
continue;
}
track.add(nums[i]);
used[i] = true;
backtrack(nums);
track.removeLast();
used[i] = false;
}
}
你對比一下之前的標準全排列解法程式碼,這段解法程式碼只有兩處不同:
1、對 nums
進行了排序。
2、新增了一句額外的剪枝邏輯。
類比輸入包含重複元素的子集/組合問題,你大概應該理解這麼做是為了防止出現重複結果。
但是注意排列問題的剪枝邏輯,和子集/組合問題的剪枝邏輯略有不同:新增了 !used[i - 1]
的邏輯判斷。
這個地方理解起來就需要一些技巧性了,且聽我慢慢到來。為了方便研究,依然把相同的元素用上標 '
以示區別。
假設輸入為 nums = [1,2,2']
,標準的全排列演算法會得出如下答案:
[
[1,2,2'],[1,2',2],
[2,1,2'],[2,2',1],
[2',1,2],[2',2,1]
]
顯然,這個結果存在重複,比如 [1,2,2']
和 [1,2',2]
應該只被算作同一個排列,但被算作了兩個不同的排列。
所以現在的關鍵在於,如何設計剪枝邏輯,把這種重複去除掉?
答案是,保證相同元素在排列中的相對位置保持不變。
比如說 nums = [1,2,2']
這個例子,我保持排列中 2
一直在 2'
前面。
這樣的話,你從上面 6 個排列中只能挑出 3 個排列符合這個條件:
[ [1,2,2'],[2,1,2'],[2,2',1] ]
這也就是正確答案。
進一步,如果 nums = [1,2,2',2'']
,我只要保證重複元素 2
的相對位置固定,比如說 2 -> 2' -> 2''
,也可以得到無重複的全排列結果。
仔細思考,應該很容易明白其中的原理:
標準全排列演算法之所以出現重複,是因為把相同元素形成的排列序列視為不同的序列,但實際上它們應該是相同的;而如果固定相同元素形成的序列順序,當然就避免了重複。
那麼反映到程式碼上,你注意看這個剪枝邏輯:
// 新新增的剪枝邏輯,固定相同的元素在排列中的相對位置
if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1] && !used[i - 1]) {
// 如果前面的相鄰相等元素沒有用過,則跳過
continue;
}
// 選擇 nums[i]
當出現重複元素時,比如輸入 nums = [1,2,2',2'']
,2'
只有在 2
已經被使用的情況下才會被選擇,2''
只有在 2'
已經被使用的情況下才會被選擇,這就保證了相同元素在排列中的相對位置保證固定。
好了,這樣包含重複輸入的排列問題也解決了。
子集/組合(元素無重可複選)
終於到了最後一種型別了:輸入陣列無重複元素,但每個元素可以被無限次使用。
直接看力扣第 39 題「組合總和」:
給你一個無重複元素的整數陣列 candidates
和一個目標和 target
,找出 candidates
中可以使數字和為目標數 target
的所有組合。candidates
中的每個數字可以無限制重複被選取。
函式簽名如下:
List<List<Integer>> combinationSum(int[] candidates, int target)
比如輸入 candidates = [1,2,3], target = 3
,演算法應該返回:
[ [1,1,1],[1,2],[3] ]
這道題說是組合問題,實際上也是子集問題:candidates
的哪些子集的和為 target
?
想解決這種型別的問題,也得回到回溯樹上,我們不妨先思考思考,標準的子集/組合問題是如何保證不重複使用元素的?
答案在於 backtrack
遞迴時輸入的引數:
// 回溯演算法標準框架
for (int i = start; i < nums.length; i++) {
// ...
// 遞迴遍歷下一層回溯樹,注意引數
backtrack(nums, i + 1, target);
// ...
}
這個 i
從 start
開始,那麼下一層回溯樹就是從 start + 1
開始,從而保證 nums[start]
這個元素不會被重複使用:
那麼反過來,如果我想讓每個元素被重複使用,我只要把 i + 1
改成 i
即可:
// 回溯演算法標準框架
for (int i = start; i < nums.length; i++) {
// ...
// 遞迴遍歷下一層回溯樹
backtrack(nums, i, target);
// ...
}
這相當於給之前的回溯樹新增了一條樹枝,在遍歷這棵樹的過程中,一個元素可以被無限次使用:
當然,這樣這棵回溯樹會永遠生長下去,所以我們的遞迴函式需要設定合適的 base case 以結束演算法,即路徑和大於 target
時就沒必要再遍歷下去了。
這道題的解法程式碼如下:
List<List<Integer>> res = new LinkedList<>();
// 記錄回溯的路徑
LinkedList<Integer> track = new LinkedList<>();
// 記錄 track 中的路徑和
int trackSum = 0;
public List<List<Integer>> combinationSum(int[] candidates, int target) {
if (candidates.length == 0) {
return res;
}
backtrack(candidates, 0, target);
return res;
}
// 回溯演算法主函式
void backtrack(int[] nums, int start, int target) {
// base case,找到目標和,記錄結果
if (trackSum == target) {
res.add(new LinkedList<>(track));
return;
}
// base case,超過目標和,停止向下遍歷
if (trackSum > target) {
return;
}
// 回溯演算法標準框架
for (int i = start; i < nums.length; i++) {
// 選擇 nums[i]
trackSum += nums[i];
track.add(nums[i]);
// 遞迴遍歷下一層回溯樹
// 同一元素可重複使用,注意引數
backtrack(nums, i, target);
// 撤銷選擇 nums[i]
trackSum -= nums[i];
track.removeLast();
}
}
排列(元素無重可複選)
力扣上沒有類似的題目,我們不妨先想一下,nums
陣列中的元素無重複且可複選的情況下,會有哪些排列?
比如輸入 nums = [1,2,3]
,那麼這種條件下的全排列共有 3^3 = 27 種:
[
[1,1,1],[1,1,2],[1,1,3],[1,2,1],[1,2,2],[1,2,3],[1,3,1],[1,3,2],[1,3,3],
[2,1,1],[2,1,2],[2,1,3],[2,2,1],[2,2,2],[2,2,3],[2,3,1],[2,3,2],[2,3,3],
[3,1,1],[3,1,2],[3,1,3],[3,2,1],[3,2,2],[3,2,3],[3,3,1],[3,3,2],[3,3,3]
]
標準的全排列演算法利用 used
陣列進行剪枝,避免重複使用同一個元素。如果允許重複使用元素的話,直接放飛自我,去除所有 used
陣列的剪枝邏輯就行了。
那這個問題就簡單了,程式碼如下:
List<List<Integer>> res = new LinkedList<>();
LinkedList<Integer> track = new LinkedList<>();
public List<List<Integer>> permuteRepeat(int[] nums) {
backtrack(nums);
return res;
}
// 回溯演算法核心函式
void backtrack(int[] nums) {
// base case,到達葉子節點
if (track.size() == nums.length) {
// 收集葉子節點上的值
res.add(new LinkedList(track));
return;
}
// 回溯演算法標準框架
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
// 做選擇
track.add(nums[i]);
// 進入下一層回溯樹
backtrack(nums);
// 取消選擇
track.removeLast();
}
}
至此,排列/組合/子集問題的九種變化就都講完了。
最後總結
來回顧一下排列/組合/子集問題的三種形式在程式碼上的區別。
由於子集問題和組合問題本質上是一樣的,無非就是 base case 有一些區別,所以把這兩個問題放在一起看。
形式一、元素無重不可複選,即 nums
中的元素都是唯一的,每個元素最多隻能被使用一次,backtrack
核心程式碼如下:
/* 組合/子集問題回溯演算法框架 */
void backtrack(int[] nums, int start) {
// 回溯演算法標準框架
for (int i = start; i < nums.length; i++) {
// 做選擇
track.addLast(nums[i]);
// 注意引數
backtrack(nums, i + 1);
// 撤銷選擇
track.removeLast();
}
}
/* 排列問題回溯演算法框架 */
void backtrack(int[] nums) {
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
// 剪枝邏輯
if (used[i]) {
continue;
}
// 做選擇
used[i] = true;
track.addLast(nums[i]);
backtrack(nums);
// 取消選擇
track.removeLast();
used[i] = false;
}
}
形式二、元素可重不可複選,即 nums
中的元素可以存在重複,每個元素最多隻能被使用一次,其關鍵在於排序和剪枝,backtrack
核心程式碼如下:
Arrays.sort(nums);
/* 組合/子集問題回溯演算法框架 */
void backtrack(int[] nums, int start) {
// 回溯演算法標準框架
for (int i = start; i < nums.length; i++) {
// 剪枝邏輯,跳過值相同的相鄰樹枝
if (i > start && nums[i] == nums[i - 1]) {
continue;
}
// 做選擇
track.addLast(nums[i]);
// 注意引數
backtrack(nums, i + 1);
// 撤銷選擇
track.removeLast();
}
}
Arrays.sort(nums);
/* 排列問題回溯演算法框架 */
void backtrack(int[] nums) {
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
// 剪枝邏輯
if (used[i]) {
continue;
}
// 剪枝邏輯,固定相同的元素在排列中的相對位置
if (i > 0 && nums[i] == nums[i - 1] && !used[i - 1]) {
continue;
}
// 做選擇
used[i] = true;
track.addLast(nums[i]);
backtrack(nums);
// 取消選擇
track.removeLast();
used[i] = false;
}
}
形式三、元素無重可複選,即 nums
中的元素都是唯一的,每個元素可以被使用若干次,只要刪掉去重邏輯即可,backtrack
核心程式碼如下:
/* 組合/子集問題回溯演算法框架 */
void backtrack(int[] nums, int start) {
// 回溯演算法標準框架
for (int i = start; i < nums.length; i++) {
// 做選擇
track.addLast(nums[i]);
// 注意引數
backtrack(nums, i);
// 撤銷選擇
track.removeLast();
}
}
/* 排列問題回溯演算法框架 */
void backtrack(int[] nums) {
for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
// 做選擇
track.addLast(nums[i]);
backtrack(nums);
// 取消選擇
track.removeLast();
}
}
只要從樹的角度思考,這些問題看似複雜多變,實則改改 base case 就能解決,這也是為什麼我在 學習演算法和資料結構的框架思維 和 手把手刷二叉樹(綱領篇) 中強調樹型別題目重要性的原因。
如果你能夠看到這裡,真得給你鼓掌,相信你以後遇到各種亂七八糟的演算法題,也能一眼看透它們的本質,以不變應萬變。
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