字符串全排列算法
来源:互联网 发布:win32编程教程 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 21:58
前言
字符串的排列组合问题,困扰了我好久,递归的思想我今天一定要掌握,擦,话不多说,博客走起!
问题
输入一个字符串,打印出该字符串中字符的所有排列。例如输入字符串abc,则输出由字符a,b,c所能排列出来的所有字符串abc,acb,bac,bca,cab和cba
思路
这是典型的递归求解问题,递归算法有四个特性:
- 必须有可达到的终止条件,否则程序陷入死循环
- 子问题在规模上比原问题小
- 子问题可通过再次递归调用求解
- 子问题的解应能组合成整个问题的解
对于字符串的排列问题:
如果能生成n-1个元素的全排列,就能生成n个元素的全排列。对于只有一个元素的集合,可以直接生成全排列。所以全排列的递归终止条件很明确,只有一个元素时。我们可以分析一下全排列的过程:
- 首先,我们固定第一个字符a,求后面两个字符bc的排列
- 当两个字符bc排列求好之后,我们把第一个字符a和后面的b交换,得到bac,接着我们固定第一个字符b,求后面两个字符ac的排列
- 现在是把c放在第一个位置的时候了,但是记住前面我们已经把原先的第一个字符a和后面的b做了交换,为了保证这次c仍是和原先处在第一个位置的a交换,我们在拿c和第一个字符交换之前,先要把b和a交换回来。在交换b和a之后,再拿c和处于第一位置的a进行交换,得到cba。我们再次固定第一个字符c,求后面两个字符b、a的排列
- 既然我们已经知道怎么求三个字符的排列,那么固定第一个字符之后求后面两个字符的排列,就是典型的递归思路了
下面这张图很清楚的给出了递归的过程:
示例题目
题目描述
题目描述:给定一个由不同的小写字母组成的字符串,输出这个字符串的所有全排列。我们假设对于小写字母有'a' < 'b' < ... < 'y' < 'z',而且给定的字符串中的字母已经按照从小到大的顺序排列。输入:输入只有一行,是一个由不同的小写字母组成的字符串,已知字符串的长度在1到6之间。输出:输出这个字符串的所有排列方式,每行一个排列。要求字母序比较小的排列在前面。字母序如下定义:已知S = s1s2...sk , T = t1t2...tk,则S < T 等价于,存在p (1 <= p <= k),使得s1 = t1, s2 = t2, ..., sp - 1 = tp - 1, sp < tp成立。样例输入:abc样例输出:abcacbbacbcacabcba提示:每组样例输出结束后要再输出一个回车。
ac代码
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h> struct seq{ char str[7];}; struct seq seqs[721];int count; void swap(char *str, int a, int b){ char temp; temp = str[a]; str[a] = str[b]; str[b] = temp;} void permutation_process(char *name, int begin, int end) { int k; if (begin == end - 1) { strcpy(seqs[count].str, name); count ++; }else { for (k = begin; k < end; k ++) { swap(name, k, begin); permutation_process(name, begin + 1, end); swap(name, k, begin); } }} int compare(const void *p, const void *q){ const char *a = p; const char *b = q; return strcmp(a, b);} int main(){ char name[7]; int i, len; while (scanf("%s", name) != EOF) { count = 0; len = strlen(name); permutation_process(name, 0, len); qsort(seqs, count, sizeof(seqs[0]), compare); for (i = 0; i < count; i ++) { printf("%s\n", seqs[i].str); } printf("\n"); } return 0;} /************************************************************** Problem: 1120 User: wangzhengyi Language: C Result: Accepted Time:710 ms Memory:920 kb****************************************************************/
去掉重复的全排列
上述代码有个缺陷,就是会造成重复数据的输出,例如abb这种字符串,上述程序跑完结果如图:
由于全排列就是从第一个数字起,每个数分别与它后面的数字交换,我们先尝试加个这样的判断——如果一个数与后面的数字相同那么这两个数就不交换了。例如abb,第一个数与后面两个数交换得bab,bba。然后abb中第二个数和第三个数相同,就不用交换了。但是对bab,第二个数和第三个数不同,则需要交换,得到bba。由于这里的bba和开始第一个数与第三个数交换的结果相同了,因此这个方法不行。
换种思维,对abb,第一个数a与第二个数b交换得到bab,然后考虑第一个数与第三个数交换,此时由于第三个数等于第二个数,所以第一个数就不再用与第三个数交换了。再考虑bab,它的第二个数与第三个数交换可以解决bba。此时全排列生成完毕!
这样,我们得到在全排列中去掉重复的规则:
去重的全排列就是从第一个数字起,每个数分别与它后面非重复出现的数字交换。
贴出上面ac代码的去重版本:
#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>struct seq{char str[7];};struct seq seqs[721];int count;int is_swap(char *str, int begin, int k){int i, flag;for (i = begin, flag = 1; i < k; i ++) {if (str[i] == str[k]) {flag = 0;break;}}return flag;}void swap(char *str, int a, int b){char temp;temp = str[a];str[a] = str[b];str[b] = temp;}void permutation_process(char *name, int begin, int end) {int k;if (begin == end - 1) {strcpy(seqs[count].str, name);count ++;}else {for (k = begin; k < end; k ++) {if (is_swap(name, begin, k)) {swap(name, k, begin);permutation_process(name, begin + 1, end);swap(name, k, begin);}}}}int compare(const void *p, const void *q){const char *a = p;const char *b = q;return strcmp(a, b);}int main(){char name[7];int i, len;while (scanf("%s", name) != EOF) {count = 0;len = strlen(name);permutation_process(name, 0, len);qsort(seqs, count, sizeof(seqs[0]), compare);for (i = 0; i < count; i ++) {printf("%s\n", seqs[i].str);}printf("\n");}return 0;}
参考链接
- http://blog.csdn.net/wuzhekai1985/article/details/6643127
- http://blog.csdn.net/hackbuteer1/article/details/7462447
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