题解 | #有重复项数字的全排列#

import java.util.*;


public class Solution {
    /**
     * 代码中的类名、方法名、参数名已经指定，请勿修改，直接返回方法规定的值即可
     *
     *
     * @param num int整型一维数组
     * @return int整型ArrayList<ArrayList<>>
     */
    public ArrayList<ArrayList<Integer>> permuteUnique (int[] num) {
        // write code here
        // 左程云老师讲过全排列的分支限界递归法解决不重复全排列问题
        // 调用一个递归函数，这个递归函数负责对当前i位置的数字进行与i ~ num.length - 1中的位置依次互换，然后继续考察i + 1处的情况
        // 分支界限法去重：定义一个HashSet，这个位置没有出现过该值才允许进入分支，否则跳过

        // 算法的时间复杂度0(N!)，额外空间复杂度0(N!)

        // 用于记录所有路径的结果
        ArrayList<ArrayList<Integer>> finalResults = new ArrayList<>();

        // 调用这个递归函数，从num数组的0位置开始，将每一次找到的oneResult填进finalResult中
        process(num, finalResults, 0);

        // 给finalResults中的元素按照字典序升序排列
        finalResults.sort((o1, o2) -> {
            // 遍历两个list的每个元素，找到第一对不相同的，按照升序返回
            int i = 0, j = 0;
            while (i < o1.size() && j < o2.size()) {
                if (o1.get(i) != o2.get(j)) {
                    return o1.get(i) - o2.get(j);
                }
                i++;
                j++;
            }
            return 0;
        });

        // 返回最终的答案finalResults
        return finalResults;
    }

    public void process(int[] num, ArrayList<ArrayList<Integer>> finalResults,
                        int i) {
        // 递归出口（底部）
        if (i == num.length) {
            // i越界了，说明整个数组遍历完毕了，将单个路径上的答案oneResult写入总答案finalResults中
            // 踩坑点1：这里一定要【现场新创建】一个ArrayList放入答案中，如果提前在主方法创建好，那么随着每次递归的调用，finalResults里面的值也会被修改
            ArrayList<Integer> oneResult = new ArrayList<>();
            for (Integer n : num) {
                oneResult.add(n);
            }
            finalResults.add(oneResult);
        }

        // 递归分支
        HashSet<Integer> set = new HashSet<>();
        for (int j = i; j < num.length; j++) {
            if (!set.contains(num[j])) {
                // 将num[j]登记
                set.add(num[j]);
                // 假设本位置与j位置的元素交换
                swap(num, i, j);
                // 在交换完的基础上继续考察num数组中i+1往后的位置该如何排列
                process(num, finalResults, i + 1);
                // 注意！恢复现场，继续尝试将本位值与num[j + 1]位置的元素交换
                // 踩坑点2：一定要【恢复现场】，要不然无法准确列出要分支的情况
                swap(num, j, i);
            }
        }
    }

    // 数组元素交换函数
    public void swap(int[] num, int i, int j) {
        if (i == j) {
            return;
        }
        int t = num[i];
        num[i] = num[j];
        num[j] = t;
    }
}