46. 全排列

题目描述

给定一个不含重复数字的数组 nums ，返回其 所有可能的全排列 。你可以 按任意顺序 返回答案。

 

示例 1：

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]]

示例 2：

输入：nums = [0,1]
输出：[[0,1],[1,0]]

示例 3：

输入：nums = [1]
输出：[[1]]

 

提示：

• 1 <= nums.length <= 6
• -10 <= nums[i] <= 10
• nums 中的所有整数 互不相同

方法一：DFS（回溯）

我们设计一个函数 $dfs(i)$ 表示已经填完了前 $i$ 个位置，现在需要填第 $i+1$ 个位置。枚举所有可能的数，如果这个数没有被填过，就填入这个数，然后继续填下一个位置，直到填完所有的位置。

时间复杂度 $O(n\times n!)$，其中 $n$ 是数组的长度。一共有 $n!$ 个排列，每个排列需要 $O(n)$ 的时间来构造。

相似题目：

• 47. 全排列 II

Java

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

    public List<List<Integer>> permute(int[] 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]) {
                vis[j] = true;
                t.add(nums[j]);
                dfs(i + 1);
                t.remove(t.size() - 1);
                vis[j] = false;
            }
        }
    }
}

C++

class Solution {
public:
    vector<vector<int>> permute(vector<int>& nums) {
        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]) {
                    vis[j] = true;
                    t[i] = nums[j];
                    dfs(i + 1);
                    vis[j] = false;
                }
            }
        };
        dfs(0);
        return ans;
    }
};

TypeScript

function permute(nums: number[]): number[][] {
    const n = nums.length;
    const res: number[][] = [];
    const dfs = (i: number) => {
        if (i === n) {
            res.push([...nums]);
        }
        for (let j = i; j < n; j++) {
            [nums[i], nums[j]] = [nums[j], nums[i]];
            dfs(i + 1);
            [nums[i], nums[j]] = [nums[j], nums[i]];
        }
    };
    dfs(0);
    return res;
}

Python

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

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