剑指Offer——字符串的排列

1、题目描述

　　输入一个字符串,按字典序打印出该字符串中字符的所有排列。例如输入字符串abc,则打印出由字符a,b,c所能排列出来的所有字符串abc,acb,bac,bca,cab和cba。注意：输入一个字符串,长度不超过9(可能有字符重复),字符只包括大小写字母。

2、代码展示

package com.baozi.offer;

/**
 * @author BaoZi
 * @create 2019-07-13-9:08
 */

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

public class Solution {
    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new Solution();
        String str = "abc";
        ArrayList<String> resultList = solution.Permutation(str);
        for (int i = 0; i < resultList.size(); i++) {
            System.out.println(resultList.get(i));
        }
    }

    public ArrayList<String> Permutation(String str) {
        //resultList是存放结果的集合
        ArrayList<String> resultList = new ArrayList<>();
        if (str.length() == 0)
            return resultList;
        //递归的初始值为（str数组，空的list，初始下标0）
        fun(str.toCharArray(), resultList, 0);
        //这里按照题目要求:需要按照字典序列打印出该字符串中字符的所有序列，言外之意存入链表中的字符串需要进行排序
        Collections.sort(resultList);
        return resultList;
    }

    private void fun(char[] ch, List<String> list, int i) {
        //这是递归的终止条件，就是i下标已经移到char数组的末尾的时候，考虑添加这一组字符串进入结果集中
        if (i == ch.length - 1) {
            //每次添加字符串的时候需要判断一下要添加的字符串是否重复，是否已经出现在链表中
            if (!list.contains(new String(ch))) {
                list.add(new String(ch));
                return;
            }
        } else {
            //这一段就是回溯法，这里以"abc"为例

            //递归的思想与栈的入栈和出栈是一样的,某一个状态遇到return结束了之后，会回到被调用的地方继续向下执行

            //1.第一次进到这里是ch=['a','b','c'],list=[],i=0，我称为 状态A ，即初始状态
            //那么j=0，swap(ch,0,0)，就是['a','b','c']，进入递归，自己调自己，只是i为1，交换(0,0)位置之后的状态我称为 状态B
            //i不等于2，来到这里，j=1，执行第一个swap(ch,1,1)，这个状态我称为 状态C1 ,再一次进入fun函数，此时标记为T1，i为2，那么这时就进入上一个if，将"abc"放进list中
            /////////////-------》此时结果集为["abc"]

            //2.执行完list.add之后，遇到return，回退到T1处，接下来执行第二个swap(ch,1,1)，状态C1又恢复为状态B
            //恢复完之后，继续执行for循环，此时j=2,那么swap(ch,1,2),得到"acb"，这个状态我称为C2,然后执行fun，此时标记为T2,发现i+1=2,所以也被添加进结果集，此时return回退到T2处往下执行
            /////////////-------》此时结果集为["abc","acb"]
            //然后执行第二个swap(ch,1,2)，状态C2回归状态B,然后状态B的for循环退出回到状态A

            //             a|b|c(状态A)
            //               |
            //               |swap(0,0)
            //               |
            //             a|b|c(状态B)
            //             /  \
            //   swap(1,1)/    \swap(1,2)  (状态C1和状态C2)
            //           /      \
            //         a|b|c   a|c|b

            //3.回到状态A之后，继续for循环，j=1,即swap(ch,0,1)，即"bac",这个状态可以再次叫做状态A,下面的步骤同上
            /////////////-------》此时结果集为["abc","acb","bac","bca"]

            //             a|b|c(状态A)
            //               |
            //               |swap(0,1)
            //               |
            //             b|a|c(状态B)
            //             /  \
            //   swap(1,1)/    \swap(1,2)  (状态C1和状态C2)
            //           /      \
            //         b|a|c   b|c|a

            //4.再继续for循环，j=2,即swap(ch,0,2)，即"cab",这个状态可以再次叫做状态A，下面的步骤同上
            /////////////-------》此时结果集为["abc","acb","bac","bca","cab","cba"]

            //             a|b|c(状态A)
            //               |
            //               |swap(0,2)
            //               |
            //             c|b|a(状态B)
            //             /  \
            //   swap(1,1)/    \swap(1,2)  (状态C1和状态C2)
            //           /      \
            //         c|b|a   c|a|b

            //5.最后退出for循环，结束。

            for (int j = i; j < ch.length; j++) {
                swap(ch, i, j);
                fun(ch, list, i + 1);
                swap(ch, i, j);
            }
        }
    }

    //交换数组的两个下标的元素（简单的交换函数）
    private void swap(char[] str, int i, int j) {
        if (i != j) {
            char t = str[i];
            str[i] = str[j];
            str[j] = t;
        }
    }
}