字符串的排列(dfs)1

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需积分: 0 0 下载量 9 浏览量 更新于2022-08-03 收藏 477KB PDF 举报
题目要求实现一个功能,输入一个字符串,然后输出这个字符串中所有可能的排列组合。这个问题属于经典的全排列问题,可以通过深度优先搜索(DFS)算法解决。接下来我们将深入探讨这个算法及其在给定代码中的应用。 我们需要理解DFS的概念。深度优先搜索是一种用于遍历或搜索树或图的算法。在这个问题中,我们将字符串视为字符的集合,通过DFS来生成所有可能的排列组合。DFS的特点是从根节点开始,沿着一条路径一直走下去,直到达到叶子节点或者遇到回溯条件,然后再回溯到上一层节点,选择其他未访问过的分支继续探索。 在给定的代码中,定义了一个名为`Solution`的类,其中包含一个`permutation`函数作为主入口,它接收一个字符串`s`作为输入,并返回一个包含所有排列的字符串向量`res`。代码还定义了一个`set<string>`类型的变量`ss`用于存储中间结果以去重,以及一个`vector<string>`类型的`res`用于最终返回结果。 `Solution`类中有两个关键函数:`dfs`(深度优先搜索)和`permutation`。 1. `dfs`函数: - 参数:`str`是原始输入字符串,`tmp`是正在构建的临时字符串,`used`是一个布尔向量,标记`str`中的字符是否已被使用。 - 当`tmp`的长度等于`str`时,说明一个排列完成,将其添加到`ss`中进行去重。 - 如果`tmp`的长度小于`str`,则遍历`str`的每个字符,如果该字符未被使用,则将其添加到`tmp`中,标记为已使用,然后递归调用`dfs`继续构造新的排列。 - 递归结束后,需要回溯,即还原`used`的状态,从`tmp`中移除最后一个字符,以便尝试其他的字符排列。 2. `permutation`函数: - 初始化`tmp`为空字符串,`used`全部初始化为`false`,表示所有字符未使用。 - 调用`dfs`函数开始搜索所有可能的排列。 - 从去重后的`ss`中取出所有排列,添加到`res`中。 - 返回`res`作为最终结果。 整个算法的核心在于`dfs`函数,它利用递归的方式构建所有可能的字符串排列。由于每次构造新字符串时,都会检查已使用的字符并进行回溯,所以不会产生重复的排列。在`permutation`函数中,我们先使用`dfs`得到所有排列,然后将结果存入`res`,最后返回`res`。 例如,对于输入字符串`s = "abc"`,`dfs`函数会生成以下过程: 1. 初始化:`tmp`为空,`used`为`[false, false, false]`。 2. 首次调用`dfs("abc", "", [false, false, false])`。 3. 排列1:`dfs("abc", "a", [true, false, false])` -> `dfs("abc", "ab", [true, true, false])` -> `dfs("abc", "abc", [true, true, true])`,将"abc"存入`ss`。 4. 回溯:`dfs("abc", "abc", [true, true, false])` -> `dfs("abc", "ab", [true, false, false])` -> `dfs("abc", "ac", [true, false, true])`,将"acb"存入`ss`。 5. 回溯:`dfs("abc", "ac", [true, false, false])` -> `dfs("abc", "a", [true, false, false])`,继续尝试下一个字符。 6. 排列2:`dfs("abc", "a", [true, false, false])` -> `dfs("abc", "ac", [true, true, false])` -> `dfs("abc", "bac", [true, true, true])`,将"bac"存入`ss`。 7. 回溯:`dfs("abc", "bac", [true, true, false])` -> `dfs("abc", "ac", [true, true, false])` -> `dfs("abc", "ca", [false, true, true])`,将"bca"存入`ss`。 8. ...以此类推,生成所有可能的排列。 `res`将包含所有无重复的排列,如`["abc", "acb", "bac", "bca", "cab", "cba"]`。