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2023-08-17 05:12:16 +08:00
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@@ -3541,7 +3541,7 @@
<p>从回溯代码的角度看,候选集合 <code>choices</code> 是输入数组中的所有元素,状态 <code>state</code> 是直至目前已被选择的元素。请注意,每个元素只允许被选择一次,<strong>因此 <code>state</code> 中的所有元素都应该是唯一的</strong></p>
<p>如下图所示,我们可以将搜索过程展开成一个递归树,树中的每个节点代表当前状态 <code>state</code> 。从根节点开始,经过三轮选择后到达叶节点,每个叶节点都对应一个排列。</p>
<p><img alt="全排列的递归树" src="../permutations_problem.assets/permutations_i.png" /></p>
<p align="center"> Fig. 全排列的递归树 </p>
<p align="center"> 图:全排列的递归树 </p>
<h3 id="_1">重复选择剪枝<a class="headerlink" href="#_1" title="Permanent link">&para;</a></h3>
<p>为了实现每个元素只被选择一次,我们考虑引入一个布尔型数组 <code>selected</code> ,其中 <code>selected[i]</code> 表示 <code>choices[i]</code> 是否已被选择。剪枝的实现原理为:</p>
@@ -3551,7 +3551,7 @@
</ul>
<p>如下图所示,假设我们第一轮选择 1 ,第二轮选择 3 ,第三轮选择 2 ,则需要在第二轮剪掉元素 1 的分支,在第三轮剪掉元素 1, 3 的分支。</p>
<p><img alt="全排列剪枝示例" src="../permutations_problem.assets/permutations_i_pruning.png" /></p>
<p align="center"> Fig. 全排列剪枝示例 </p>
<p align="center"> 图:全排列剪枝示例 </p>
<p>观察上图发现,该剪枝操作将搜索空间大小从 <span class="arithmatex">\(O(n^n)\)</span> 降低至 <span class="arithmatex">\(O(n!)\)</span></p>
<h3 id="_2">代码实现<a class="headerlink" href="#_2" title="Permanent link">&para;</a></h3>
@@ -3962,7 +3962,7 @@
<p>假设输入数组为 <span class="arithmatex">\([1, 1, 2]\)</span> 。为了方便区分两个重复元素 <span class="arithmatex">\(1\)</span> ,我们将第二个 <span class="arithmatex">\(1\)</span> 记为 <span class="arithmatex">\(\hat{1}\)</span></p>
<p>如下图所示,上述方法生成的排列有一半都是重复的。</p>
<p><img alt="重复排列" src="../permutations_problem.assets/permutations_ii.png" /></p>
<p align="center"> Fig. 重复排列 </p>
<p align="center"> 图:重复排列 </p>
<p>那么如何去除重复的排列呢?最直接地,考虑借助一个哈希表,直接对排列结果进行去重。然而这样做不够优雅,<strong>因为生成重复排列的搜索分支是没有必要的,应当被提前识别并剪枝</strong>,这样可以进一步提升算法效率。</p>
<h3 id="_3">相等元素剪枝<a class="headerlink" href="#_3" title="Permanent link">&para;</a></h3>
@@ -3970,7 +3970,7 @@
<p>同理,在第一轮选择 <span class="arithmatex">\(2\)</span> 后,第二轮选择中的 <span class="arithmatex">\(1\)</span><span class="arithmatex">\(\hat{1}\)</span> 也会产生重复分支,因此也应将第二轮的 <span class="arithmatex">\(\hat{1}\)</span> 剪枝。</p>
<p>本质上看,<strong>我们的目标是在某一轮选择中,保证多个相等的元素仅被选择一次</strong></p>
<p><img alt="重复排列剪枝" src="../permutations_problem.assets/permutations_ii_pruning.png" /></p>
<p align="center"> Fig. 重复排列剪枝 </p>
<p align="center"> 图:重复排列剪枝 </p>
<h3 id="_4">代码实现<a class="headerlink" href="#_4" title="Permanent link">&para;</a></h3>
<p>在上一题的代码的基础上,我们考虑在每一轮选择中开启一个哈希表 <code>duplicated</code> ,用于记录该轮中已经尝试过的元素,并将重复元素剪枝。</p>
@@ -4360,7 +4360,7 @@
</ul>
<p>下图展示了两个剪枝条件的生效范围。注意,树中的每个节点代表一个选择,从根节点到叶节点的路径上的各个节点构成一个排列。</p>
<p><img alt="两种剪枝条件的作用范围" src="../permutations_problem.assets/permutations_ii_pruning_summary.png" /></p>
<p align="center"> Fig. 两种剪枝条件的作用范围 </p>
<p align="center"> 图:两种剪枝条件的作用范围 </p>