题目:
给你一个整数数组 nums ,其中可能包含重复元素,请你返回该数组所有可能的 子集(幂集)。
解集 不能 包含重复的子集。返回的解集中,子集可以按 任意顺序 排列。
示例 1:
输入:nums = [1,2,2]
输出:[[],[1],[1,2],[1,2,2],[2],[2,2]]
示例 2:
输入:nums = [0]
输出:[[],[0]]
提示:
-
1 <= nums.length <= 10
-
-10 <= nums[i] <= 10
思路如下:
解法一:使用Python的库函数itertools.combinations(iterable, r),详情见78题,该题与78题的区别是输入可以有重复元素,但是输出的子集不可以有重复元素,所以在向结果列表中添加时,需要判断结果列表中没有该元素。
解法二:在78题迭代基础上,将所有子集结果转化为元组作为字典的键,去掉重元素后再转换为列表。或者提前预防,通过排序预处理和动态控制子集扩展范围,直接在生成子集时避免重复,无需后处理。
解法三:在78题回溯基础上,加上限制条件。
题解如下:
解法一:
class Solution:def subsetsWithDup(self, nums):""":type: nums: List[int]:rtype: List[List[int]]"""res = []for i in range(len(nums)+1):for tmp in itertools.combinations(nums, i):if tmp not in res:res.append(tmp)return res
解法二:
#2.1
class Solution:def subsetsWithDup(self, nums: List[int]) -> List[List[int]]:""":type: nums: List[int]:rtype: List[List[int]]"""res = [[]] # 初始化结果列表,包含空子集for i in nums: # 遍历 nums 中的每个元素res = res + [num + [i] for num in res] # 将当前元素与已有子集组合,生成新子集dit = {}unique_subsets = []for subset in res:# 将子集转为元组作为字典的键tuple_subset = tuple(subset)if tuple_subset not in dit:dit[tuple_subset] = Trueunique_subsets.append(list(tuple_subset))return unique_subsets # 返回所有子集
#2.2
class Solution:def subsetsWithDup(self, nums):""":type: nums: List[int]:rtype: List[List[int]]"""if not nums: return [] # 空数组直接返回空列表nums.sort() # 关键步骤1:排序使重复元素相邻res = [[]] # 初始化结果列表,包含空子集cur = [] # 记录当前轮生成的新子集for i in range(len(nums)): # 遍历每个元素的索引if i > 0 and nums[i-1] == nums[i]:# 重复元素:仅将当前元素添加到上一轮生成的新子集(cur)中cur = [tmp + [nums[i]] for tmp in cur]else:# 新元素:将当前元素添加到所有现有子集(res)中cur = [tmp + [nums[i]] for tmp in res]res += cur # 将新生成的子集加入结果列表return res
解法三:
class Solution:def subsetsWithDup(self, nums):""":type: nums: List[int]:rtype: List[List[int]]"""res = []n = len(nums)nums.sort()def helper(idx, tmp):res.append(tmp)for i in range(idx, n):if i > idx and nums[i] == nums[i-1]:continuehelper(i+1, tmp + [nums[i]])helper(0, [])return res
示例流程:
2.2
第 1 轮循环(i=0,元素 1)
-
res = [[], [1]]
-
cur = [[1]]
第 2 轮循环(i=1,元素 2)
-
res = [[], [1], [2], [1,2]]
-
cur = [[2], [1,2]]
第 3 轮循环(i=2,元素 2)
-
res = [[], [1], [2], [1,2], [2,2], [1,2,2]]
-
cur = [[2,2], [1,2,2]]
关键逻辑总结 1.首次遇到元素(如 1 和第一个 2):
-
将元素添加到 所有现有子集(res)中,生成新子集。
-
例如:1 添加到空集生成 [1];第一个 2 添加到 [] 和 [1] 生成 [2] 和 [1,2]。
2.遇到重复元素(如第二个 2):
-
仅将元素添加到 上一轮生成的新子集(cur)中。
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例如:第二个 2 添加到上一轮的 [2] 和 [1,2],生成 [2,2] 和 [1,2,2],而不会重复生成 [2]。
避免重复的原理 1.排序预处理:确保相同元素相邻(如 [1,2,2])。
2.动态控制扩展范围:
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新元素 → 扩展所有子集。
-
重复元素 → 仅扩展上一轮生成的新子集(cur),避免对旧子集重复添加。