46. 47. Permutations and Permutations II 都适用(Java,字典序 + 非字典序排列)

时间:2023-03-09 10:04:01
46. 47. Permutations and Permutations II 都适用(Java,字典序 + 非字典序排列)

解析:

一:非字典序(回溯法)

1)将第一个元素依次与所有元素进行交换;

2)交换后,可看作两部分:第一个元素及其后面的元素;

3)后面的元素又可以看作一个待排列的数组,递归,当剩余的部分只剩一个元素时,得到一个排列;

4)将第1步中交换的元素还原,再与下一个位元素交换。

重复以上4步骤,直到交换到最后一个元素。(剑指offer中也有例题讲解)

排除重复:在for循环中,从start开始,每次与当前的i位置元素交换,每次交换前,

需要判断start到i之间(不包括i)是否具有同i位置相同的元素,若存在,则跳过该轮循环,从而避免重复排列的产生。

二:字典序,该方法本身具有去除重复的作用。

根据当前序列,生成下一个序列,交换 + 逆序。当得到一个排列中所有元素已经逆序时,说明这是最后一个排列了。

代码:

一:非字典序(回溯法)

    public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub //定义数组
int[] array = {1,1,3};
List<List<Integer>> list = new ArrayList<List<Integer>>();
int start = 0; //去重
list = getAllPermutations(array, new ArrayList<List<Integer>>(), start);
System.out.println(list);
} /**
* 方法一:非字典序
* 判断当前要交换的字符在前面是否已经出现过,若已经出现过,则不交换
*
* @param array
* @return
*/
public static List<List<Integer>> getAllPermutations(int[] array,List<List<Integer>> list,int start){
if(start == array.length){//遍历到最后一个 List<Integer> item = new ArrayList<Integer>(array.length);
for(int i = 0,len = array.length; i < len; ++i)
item.add(array[i]);
list.add(item);
}
for(int i = start,len = array.length; i < len; ++i){
boolean flag = false;
for(int j = start; j < i; ++j) //i是待交换元素,start到i之间(不包括i),若出现过同i相同的元素,则不再交换
if(array[j] == array[i])//若存在重复数字,则不交换
flag = true;
if(!flag){ swap(array,i,start);
//递归在循环里
getAllPermutations(array,list,start + 1); //回溯
swap(array,i,start);
}
}
return list;
} /**
* 交换元素
* @param array
* @param i
* @param j
*/
public static void swap(int[] array,int i ,int j){
//交换
int tmp = array[i];
array[i] = array[j];
array[j] = tmp;
}

二、字典序

    /**
* 字典序
* @return
*/
public static List<List<Integer>> permutations(int[] array,List<List<Integer>> list){
//将原数组加入结果集
List<Integer> item = new ArrayList<Integer>();
for(int j = 0,l = array.length; j < l; ++j)
item.add(array[j]);
list.add(item);
while(!isLastOne(array)){
list.add(nextPermutation(array));
}
return list;
} /**
* 判断数组元素是否逆序,若已经逆序,说明已经是全部排列的最后一个
* @param array
* @return
*/
public static boolean isLastOne(int[] array){
for(int i = 0; i < array.length - 1; ++i){
if(array[i] < array[i + 1])
return false;
}
return true;
} /**
* 获取下一个字典序的排列
* @return
*/
public static List<Integer> nextPermutation(int[] nums){
if(nums == null)
return null;
if(nums.length == 0)
return new ArrayList<Integer>();
//长度为1的数组
if (nums.length == 1) {
return new ArrayList<Integer>(nums[0]);
}
//存储结果
List<Integer> result = new ArrayList<Integer>(); //从后向前找到第一个不满足逆序的元素
int i = nums.length - 2;
for(; i >= 0 && nums[i] >= nums[i + 1]; --i); //注意,这里有=,可以排除含有重复元素的情况 //从i+1位置开始,向后查找比nums[i]大的最小元素
if(i >= 0){
int j = i + 1;
for(; j < nums.length && nums[j] > nums[i]; ++j);
swap(nums,i,j - 1); //交换,注意是同 j - 1交换
} //将i之后的元素逆置(这里包含一种特殊情况,若该排列已经是字典序中的最大了,则下一个序列应该是最小字典序,因此,直接在这里逆置即可)
int k = nums.length - 1;
i++;
for(; i < k; i++, k--)
swap(nums, i, k); for(int l = 0,len = nums.length; l < len; ++l)
result.add(nums[l]); return result;
} /**
* 交换元素
* @param array
* @param i
* @param j
*/
public static void swap(int[] array,int i ,int j){
//交换
int tmp = array[i];
array[i] = array[j];
array[j] = tmp;
}