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47. 全排列 II

题目描述

给定一个可包含重复数字的序列 nums ，按任意顺序 返回所有不重复的全排列。

 

示例 1：

输入：nums = [1,1,2]
输出：
[[1,1,2],
 [1,2,1],
 [2,1,1]]

示例 2：

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]]

 

提示：

  • 1 <= nums.length <= 8
  • -10 <= nums[i] <= 10

解法

方法一：排序 + 回溯

我们可以先对数组进行排序，这样就可以将重复的数字放在一起，方便我们进行去重。

然后，我们设计一个函数 $dfs(i)$，表示当前需要填写第 $i$ 个位置的数。函数的具体实现如下：

  • 如果 $i = n$，说明我们已经填写完毕，将当前排列加入答案数组中，然后返回。
  • 否则，我们枚举第 $i$ 个位置的数 $nums[j]$，其中 $j$ 的范围是 $[0, n - 1]$。我们需要保证 $nums[j]$ 没有被使用过，并且与前面枚举的数不同，这样才能保证当前排列不重复。如果满足条件，我们就可以填写 $nums[j]$，并继续递归地填写下一个位置，即调用 $dfs(i + 1)$。在递归调用结束后，我们需要将 $nums[j]$ 标记为未使用，以便于进行后面的枚举。

在主函数中，我们首先对数组进行排序，然后调用 $dfs(0)$，即从第 0 个位置开始填写，最终返回答案数组即可。

时间复杂度 $O(n \times n!)$，空间复杂度 $O(n)$。其中 $n$ 是数组的长度。需要进行 $n!$ 次枚举，每次枚举需要 $O(n)$ 的时间来判断是否重复。另外，我们需要一个标记数组来标记每个位置是否被使用过，因此空间复杂度为 $O(n)$。

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class Solution:
    def permuteUnique(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:
        def dfs(i: int):
            if i == n:
                ans.append(t[:])
                return
            for j in range(n):
                if vis[j] or (j and nums[j] == nums[j - 1] and not vis[j - 1]):
                    continue
                t[i] = nums[j]
                vis[j] = True
                dfs(i + 1)
                vis[j] = False

        n = len(nums)
        nums.sort()
        ans = []
        t = [0] * n
        vis = [False] * n
        dfs(0)
        return ans

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class Solution {
    private List<List<Integer>> ans = new ArrayList<>();
    private List<Integer> t = new ArrayList<>();
    private int[] nums;
    private boolean[] vis;

    public List<List<Integer>> permuteUnique(int[] nums) {
        Arrays.sort(nums);
        this.nums = nums;
        vis = new boolean[nums.length];
        dfs(0);
        return ans;
    }

    private void dfs(int i) {
        if (i == nums.length) {
            ans.add(new ArrayList<>(t));
            return;
        }
        for (int j = 0; j < nums.length; ++j) {
            if (vis[j] || (j > 0 && nums[j] == nums[j - 1] && !vis[j - 1])) {
                continue;
            }
            t.add(nums[j]);
            vis[j] = true;
            dfs(i + 1);
            vis[j] = false;
            t.remove(t.size() - 1);
        }
    }
}

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class Solution {
public:
    vector<vector<int>> permuteUnique(vector<int>& nums) {
        sort(nums.begin(), nums.end());
        int n = nums.size();
        vector<vector<int>> ans;
        vector<int> t(n);
        vector<bool> vis(n);
        function<void(int)> dfs = [&](int i) {
            if (i == n) {
                ans.emplace_back(t);
                return;
            }
            for (int j = 0; j < n; ++j) {
                if (vis[j] || (j && nums[j] == nums[j - 1] && !vis[j - 1])) {
                    continue;
                }
                t[i] = nums[j];
                vis[j] = true;
                dfs(i + 1);
                vis[j] = false;
            }
        };
        dfs(0);
        return ans;
    }
};

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func permuteUnique(nums []int) (ans [][]int) {
    sort.Ints(nums)
    n := len(nums)
    t := make([]int, n)
    vis := make([]bool, n)
    var dfs func(int)
    dfs = func(i int) {
        if i == n {
            ans = append(ans, slices.Clone(t))
            return
        }
        for j := 0; j < n; j++ {
            if vis[j] || (j > 0 && nums[j] == nums[j-1] && !vis[j-1]) {
                continue
            }
            vis[j] = true
            t[i] = nums[j]
            dfs(i + 1)
            vis[j] = false
        }
    }
    dfs(0)
    return
}

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function permuteUnique(nums: number[]): number[][] {
    nums.sort((a, b) => a - b);
    const n = nums.length;
    const ans: number[][] = [];
    const t: number[] = new Array(n);
    const vis: boolean[] = new Array(n);
    const dfs = (i: number) => {
        if (i === n) {
            ans.push(t.slice());
            return;
        }
        for (let j = 0; j < n; ++j) {
            if (vis[j] || (j > 0 && nums[j] === nums[j - 1] && !vis[j - 1])) {
                continue;
            }
            t[i] = nums[j];
            vis[j] = true;
            dfs(i + 1);
            vis[j] = false;
        }
    };
    dfs(0);
    return ans;
}

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use std::collections::HashSet;
impl Solution {
    fn dfs(i: usize, nums: &mut Vec<i32>, res: &mut Vec<Vec<i32>>) {
        let n = nums.len();
        if i == n {
            res.push(nums.clone());
            return;
        }
        let mut set = HashSet::new();
        for j in i..n {
            if set.contains(&nums[j]) {
                continue;
            }
            set.insert(nums[j]);
            nums.swap(i, j);
            Self::dfs(i + 1, nums, res);
            nums.swap(i, j);
        }
    }

    pub fn permute_unique(mut nums: Vec<i32>) -> Vec<Vec<i32>> {
        let mut res = vec![];
        Self::dfs(0, &mut nums, &mut res);
        res
    }
}

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public class Solution {
    private List<IList<int>> ans = new List<IList<int>>();
    private List<int> t = new List<int>();
    private int[] nums;
    private bool[] vis;

    public IList<IList<int>> PermuteUnique(int[] nums) {
        Array.Sort(nums);
        int n = nums.Length;
        vis = new bool[n];
        this.nums = nums;
        dfs(0);
        return ans;
    }

    private void dfs(int i) {
        if (i == nums.Length) {
            ans.Add(new List<int>(t));
            return;
        }
        for (int j = 0; j < nums.Length; ++j) {
            if (vis[j] || (j > 0 && nums[j] == nums[j - 1] && !vis[j - 1])) {
                continue;
            }
            vis[j] = true;
            t.Add(nums[j]);
            dfs(i + 1);
            t.RemoveAt(t.Count - 1);
            vis[j] = false;
        }
    }
}

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