回溯算法小细节

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    看下面这个题:

    无重复字符串的排列组合。编写一种方法,计算某字符串的所有排列组合,字符串每个字符均不相同。
    示例1:
    输入:S = "qwe"
    输出:["qwe", "qew", "wqe", "weq", "ewq", "eqw"]
    示例2:
    输入:S = "ab"
    输出:["ab", "ba"]

    该题一般有两种常见解法一种是交换全排列而另一种就是回溯算法。
    具体怎么实现就不说了,主要讲讲如果用回溯算法怎么减少空间复杂度!

    解法一:

    public String[] permutation(String S) {
    List<String> list=new ArrayList<>();
    char[] temp=S.toCharArray();
    int length=S.length();
    boolean[] flag=new boolean[length];
    backtrack(temp,list,length,"",flag);
    String [] res= new String[list.size()];
          if(length==0) return  res;
    for(int i=0;i<list.size();i++){
      res[i]=list.get(i);
    }
    
          return  res;
      }
    
      public  void backtrack(char[] temp,List<String> list,int length,String str,boolean[] flag){
          if(str.length()==length){
              list.add(str);
              return;
          }
          for(int i=0;i<temp.length;i++) {
              if(flag[i]) continue;
              flag[i]=true;
              backtrack(temp, list, length, str + temp[i], flag);
              flag[i]=false;
          }
    
      }
    

    解法二:

     public String[] permutation(String S) {
            char[] arrS = S.toCharArray();
            boolean[] used = new boolean[S.length()];
            LinkedList<String> result = new LinkedList<>();
            dfs(arrS, used, new StringBuilder(), result);
            return result.toArray(new String[0]);
        }
    
        private void dfs(char[] data, boolean[] used, StringBuilder stringBuilder, LinkedList<String> result) {
            if (stringBuilder.length() == data.length) {
                result.add(stringBuilder.toString());
                return;
            }
            for (int i = 0; i < data.length; i++) {
                if (used[i] == true) {
                    continue;
                }
                stringBuilder.append(data[i]);
                used[i] = true;
                dfs(data, used, stringBuilder, result);
                stringBuilder.deleteCharAt(stringBuilder.length() - 1);
                used[i] = false;
            }
        }
    

    简单说一下两种算法的思想吧:都用运用回溯算法,我们都知道回溯用的是栈递归。
    第一种方法是利用栈递归的过程中进行状态重置,因为第一种方法用的是临时变量默认存在在java栈区,那么随着方法的递归返回,该变量的值也就实现了重置

    而第二种方法直接在堆中开辟了一块StringBuilder。这种堆区中的变量不会随着递归栈的弹出而发生变化,不像临时变量会随着方法的结束而死亡。那这种方法就必须手动在一次递归结束后进行状态重置。 stringBuilder.deleteCharAt(stringBuilder.length() - 1);

    总结:两种方法各有好坏以下是运行结果图:

    可以看到方法一没有开辟额外的空间因此内存消耗为46M左右比方法二开辟堆空间要少一点,不过在时间却慢于方法二,典型的拿时间换空间。

    解法一因在递归回退和前进过程中要存入操作数和被操作数,因此在时间上要稍逊于解法二。

    posted @ 2020-09-22 14:22  西伯利亚爱学习的狼  阅读(107)  评论(0编辑  收藏  举报