[[426614]]

認(rèn)識本質(zhì)之后，這就是一道模板題

子集

力扣題目鏈接：https://leetcode-cn.com/problems/subsets/

給定一組不含重復(fù)元素的整數(shù)數(shù)組 nums，返回該數(shù)組所有可能的子集(冪集)。

說明：解集不能包含重復(fù)的子集。

示例:

輸入: nums = [1,2,3]

輸出: [ [3], [1], [2], [1,2,3], [1,3], [2,3], [1,2], [] ]

思路

求子集問題和77.組合和131.分割回文串又不一樣了。

如果把 子集問題、組合問題、分割問題都抽象為一棵樹的話，那么組合問題和分割問題都是收集樹的葉子節(jié)點，而子集問題是找樹的所有節(jié)點!

其實子集也是一種組合問題，因為它的集合是無序的，子集{1,2} 和 子集{2,1}是一樣的。

那么既然是無序，取過的元素不會重復(fù)取，寫回溯算法的時候，for就要從startIndex開始，而不是從0開始!

有同學(xué)問了，什么時候for可以從0開始呢?

求排列問題的時候，就要從0開始，因為集合是有序的，{1, 2} 和{2, 1}是兩個集合，排列問題我們后續(xù)的文章就會講到的。

以示例中nums = [1,2,3]為例把求子集抽象為樹型結(jié)構(gòu)，如下：

子集

從圖中紅線部分，可以看出遍歷這個樹的時候，把所有節(jié)點都記錄下來，就是要求的子集集合。

回溯三部曲

• 遞歸函數(shù)參數(shù)

全局變量數(shù)組path為子集收集元素，二維數(shù)組result存放子集組合。(也可以放到遞歸函數(shù)參數(shù)里)

遞歸函數(shù)參數(shù)在上面講到了，需要startIndex。

代碼如下：

vector<vector<int>> result; 
vector<int> path; 
void backtracking(vector<int>& nums, int startIndex) { 

遞歸終止條件

從圖中可以看出：

子集

剩余集合為空的時候，就是葉子節(jié)點。

那么什么時候剩余集合為空呢?

就是startIndex已經(jīng)大于數(shù)組的長度了，就終止了，因為沒有元素可取了，代碼如下:

if (startIndex >= nums.size()) { 
    return; 
} 

其實可以不需要加終止條件，因為startIndex >= nums.size()，本層for循環(huán)本來也結(jié)束了。

• 單層搜索邏輯

求取子集問題，不需要任何剪枝!因為子集就是要遍歷整棵樹。

那么單層遞歸邏輯代碼如下：

for (int i = startIndex; i < nums.size(); i++) { 
    path.push_back(nums[i]);    // 子集收集元素 
    backtracking(nums, i + 1);  // 注意從i+1開始，元素不重復(fù)取 
    path.pop_back();            // 回溯 
} 

C++代碼

根據(jù)關(guān)于回溯算法，你該了解這些!給出的回溯算法模板：

void backtracking(參數(shù)) { 
    if (終止條件) { 
        存放結(jié)果; 
        return; 
    } 
 
    for (選擇：本層集合中元素（樹中節(jié)點孩子的數(shù)量就是集合的大小）) { 
        處理節(jié)點; 
        backtracking(路徑，選擇列表); // 遞歸 
        回溯，撤銷處理結(jié)果 
    } 
} 

可以寫出如下回溯算法C++代碼：

class Solution { 
private: 
    vector<vector<int>> result; 
    vector<int> path; 
    void backtracking(vector<int>& nums, int startIndex) { 
        result.push_back(path); // 收集子集，要放在終止添加的上面，否則會漏掉自己 
        if (startIndex >= nums.size()) { // 終止條件可以不加 
            return; 
        } 
        for (int i = startIndex; i < nums.size(); i++) { 
            path.push_back(nums[i]); 
            backtracking(nums, i + 1); 
            path.pop_back(); 
        } 
    } 
public: 
    vector<vector<int>> subsets(vector<int>& nums) { 
        result.clear(); 
        path.clear(); 
        backtracking(nums, 0); 
        return result; 
    } 
}; 

在注釋中，可以發(fā)現(xiàn)可以不寫終止條件，因為本來我們就要遍歷整顆樹。

有的同學(xué)可能擔(dān)心不寫終止條件會不會無限遞歸?

并不會，因為每次遞歸的下一層就是從i+1開始的。

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號「代碼隨想錄」，可以通過以下二維碼關(guān)注。轉(zhuǎn)載本文請聯(lián)系代碼隨想錄公眾號。