JAVA - 基础练习 - 枚举出彩票36选7的所有组合

JAVA基础练习，枚举出彩票36选7的所有组合，并把它们保存在文本文件中，要求，每个文件最多保存60万组。

为什么有这样的要求？因为36选7有 50，086，080 个组合，如果把它保存在一个文件中，有1G多，打都打不开。

  注意：
  彩票36选7并不仅仅是组合，因为36选7还有一个特别号码。

 

  01 02 03 04 05 06 07

  01 02 03 04 05 07 06
  01 02 03 04 06 07 05
  01 02 03 05 06 07 04
  01 02 04 05 06 07 03
  01 03 04 05 06 07 02

  02 03 04 05 06 07 01

因此我们要先求出 1-36 的 8，347，680 种组合，再把每一个组合的元素互换6次得到彩票36选7的组合。也就是说分成了两个步骤。

package my.lottery.groups;import java.text.SimpleDateFormat;import java.util.ArrayList;import java.util.Date;/*************************** *  * 这个类的代码虽然有100多行，但其实真在实现组合的代码就几行. * 而且每次获取的是一个组合，方便对组合数据的后续操作. *  * 组合指：集合A中有n个元素,从n个元素中取m个，无排序的组成一组。其中任意一组叫做从n个元素中取m个的一个组合。 * 例如：像彩票36选7。但是36选7还有一个特别号.所以36选7的组合总数应该是： * C(36,7)*P(6,1) = 36*35*34*33*32*31*30/7/6/5/4/3/2/1*6 = 50086080 * System.out.println((36L*35*34*33*32*31*30)/(7*6*5*4*3*2*1)*6); *  * 这里使用字典排序生成组合，字典排序就是后一个组合比前一个组合大，以6选3为例，可以产生20个组合： * {1,2,3} < {1,2,4} < {1,2,5} < {1,2,6} < {1,3,4} < {1,3,5} ... < {4,5,6} *  * 一个组合要有以下成员： * 1.要进行组合的集合coll......如{1,2,3,4,5,6} * 2.集合A的元素个数n.........这里n=6 * 3.取m个元素生成的组合group...如{1,2,3} * 4.每个组合的长度m..........这里m=3 * 5.能产生的组合总数count.....公式C(n,m) = P(n,m)/m!  count = 6*5*4/3/2/1 = 20  * 6.最小的组合start.........集合的前m位{1,2,3}...最小组合也是字典排序的开始位置 * 7.最大的组合end...........集合的后m位{4,5,6}...最大组合也是字典排序的结束位置 * 8.程序如果要枚举出所有的组合要多少时间runTime * 因为有时候集合是无序的，所以组合所操作的应该是集合的角标，然后再根据角标得到相应的元素。 * 如对集合{a,t,v,d,f}进行组合我们可以看成对{0,1,2,3,4}进行组合 * *********************/public class Groups<T> {private T[] coll;private int n;private int m;private int last; // 组合的最后一个角标private int[] start;private int[] end;private static final String SEPARATOR = System.getProperty("line.separator");private boolean isStart = true; // 开始标记,一旦开始isStart变成flaseprivate boolean isEnd = true; // 结束标记，一旦结束isEnd变成flasepublic int govCount; // 公式计算的结果public int mycount = 0; // 程序生成的结果，if(count==rightCount)表示程序的算法正确private Date statrTime; // 只是为了练习Date类private Date endTime; private String info;/** * 构造函数,初始化对象. * @param coll 要组合的集合如：{1,2,3,4,5,6...36} * @param m    要从集合中取几个元素进行组合，36选7。m=7 */public Groups(T[] coll, int m) {this.coll = coll;n = coll.length;this.m = m;last = m-1;if (m <= 0 || m > n) throw new RuntimeException("..你小子是想干嘛..");}/** * 初始化最小组合{0,1,2,3,4,5,6},这里操作的是{1,2,3,4,5,6...36}的角标 */private void startIndex() {start = new int[m];for (int x = 0; x < m; x++) start[x] = x;}/** * 初始化最大组合{29,30,31,32,33,34,35},这里操作的是{1,2,3,4,5,6...36}的角标 */private void endIndex() {end = new int[m];for (int x = 0, i = n - m; x < m; x++, i++) end[x] = i;}/** * @return 如果没有下一个组合返回false */public boolean hasNext() {return isEnd;}/************************* * * 组合字典排序的算法: * 以 coll = {1,2,3...36} 选 7 为例. * 虽然1-36是有序的但是考虑到更多无序的情况我们使用角标进行组合 * 也就是对{0,1,2...35}进行组合 * 从最小组合  start = {0,1,2,3,4,5,6} 开始... * 当start的最后一个元素start[start.length-1] <= coll[coll.length-1]时... * start[start.length-1]++ * 注意{0,1,2,3,4,5,6}中的0,1,2,3,4,5不变只有6在++ * 当start的最后一个元素start[start.length-1]++到了等于coll[coll.length-1]时... * 最后一个元素的前一位start[start.length-1-1]+1 * 然后前一位start[start.length-1-1]后面的   每   一个元素  = start[start.length-1-1]++. *  *  和我们的十进制是一个道理的，从0开始到9，十进1.个位归零。 *  只是不太一样的是，十进1以后.个位不是归零，而是它的前一位加1 *   *  ...这样一直累加到最大组合{29,30,31,32,33,34,35}就求出了36选7的所有组合 *   *  以下是6选3的所有组合： *  123 124 125 126{1,2,6} -> {1,3,4} <- {1,2+1,2+1+1} *  134 135 136 *  145 146  *  156 {1,5,6} -> {2,3,4} <- {1+1,1+1+1,1+1+1+1} *  234 235 236 *  245 246 *  256{2,5,6} -> {3,4,5} <- {2+1,2+1+1,2+1+1+1} *  345 346  *  356 *  456 *   * 获取下一个组合的方法，每次获取一个组合，从最小组合开始，组合完毕时hasNext为 flase * @return 下一个组合的list集合 *  **********************************/public ArrayList<T> nextGroup() {/*只执行一次，初始化，最小组合和最大组合*/if (isStart) {statrTime = new Date(System.currentTimeMillis());startIndex();endIndex();isStart = false;mycount++;return index2value(start); }/*如果组合的最后一个角标不是集合的最后一个角标，++...*/if (start[last] < n - 1) {start[last] = start[last] + 1;mycount++;return index2value(start);}/*当组合的最后一个角标移到了集合的最后一个角标...*//*从左边开始遍历start组合的每一个角标元素,也可以从右边开始，这里从左边开始比较方便*/for (int i = 0; i < m; i++) {/*和最大组合比较,如果大于,把前一个元素+1，然后前一个元素后面的每个元素++*/if (start[i] >= end[i]) {start[i - 1] = start[i - 1] + 1;for (int ii = i, j = 1; ii < m; ii++, j++) {start[ii] = start[i - 1] + j;}break;}}/*结束循环，当组合第一个元素的角标移到它的最大值时,组合完毕。*/if (start[0] >= n - m) {isEnd = false;endTime = new Date(System.currentTimeMillis());}mycount++;return index2value(start);}/** * 把start角标数组转换成它对应的值存储到list集合中 * @param start start[]角标数组 * @return      相应的值 */public ArrayList<T> index2value(int[] start) {ArrayList<T> group = new ArrayList<T>();for (int i : start)group.add(coll[i]);return group;}/** * @return 用公式公式计算出来的标准组合总数 */public int getGovCount() {return (int)(factorial(n, m)/factorial(m,m));}/** *阶乘的方法 */private long factorial(int n, int m) {long val = n;for (int i = 1; i < m ; i++) val = val * (n - i);return val;}/** * 获取运算所使用的时间，精确到秒 */public String getInfo() {SimpleDateFormat sd = new SimpleDateFormat("yyy-MM-dd  HH：mm：ss");long time = endTime.getTime() - statrTime.getTime();return info ="本次运算从："+sd.format(statrTime)+"开始"+"到："+sd.format(endTime)+"结束"+"总共使用了："+(time)+"毫秒";}}

package my.lottery.groups;/************* *枚举出两种彩票，一种36选7，一种排列三. *都有一个方法，可以获取彩票的所有球. */public enum Lottery{L_36(36) {public String[] getBalls() {String[] balls = new String[36];for (int i = 1; i <= count; i++) {if (i < 10)balls[i - 1] = "0" + i;elseballs[i - 1] = i + "";}return balls;}},L_3(10) {public String[] getBalls() {String[] balls = new String[10];for (int i = 0; i < count; i++) {balls[i] = "0" + i;}return balls;}};protected int count;Lottery(int count) {this.count = count;}public abstract String[] getBalls();} 

package my.lottery.groups;import java.io.BufferedWriter;import java.io.File;import java.io.FileWriter;import java.io.IOException;import java.util.ArrayList;import java.util.Properties;/** * 彩票36选7,计算出36选7的所有组合并把他们保存在文本文件中,每个文件保存60万组. */public class Lottery_1_36 {private static final String SEPARATOR = System.getProperty("line.separator");public static void main(String[] args) throws IOException {// 获取36选7的所有球。Lottery l_36 = Lottery.L_36;String[] balls = l_36.getBalls();//用于把组合储存到文件的流File dir = new File("f:\\彩票");if(!dir.exists()) dir.mkdir();BufferedWriter bufw = null;// 使用组合类获取36选7的所有组合,但是因为36选7的特殊情况，还要把获取到的每一个组合进行转换Groups<String> groups = new Groups<String>(balls, 7);// 控制每个文件保存的组合个数的一些变量int start = 0;int size = 100000;int fileCount = 1;over:while(true){ // 把组合储存到文件中每个文件保存60万组.File file = new File(dir,"36选7的所有组合"+fileCount+".txt");bufw = new BufferedWriter(new FileWriter(file));fileCount++;int end = start + size;boolean b = true;while(b){if(!groups.hasNext()) break over;//获取1-36的下一个组ArrayList<String> group = groups.nextGroup();//把1-36的组转成36选7的组StringBuilder group_1_36 = GroupTo36(group," ");//写入文件bufw.write(group_1_36.toString());bufw.flush();bufw.newLine();start++;if(start>end) b=false;}}// 用于把计算信息储存到文件的流File file2 = new File(dir,"计算信息.txt");FileWriter bufw2 = new FileWriter(file2,true);int mycount =  groups.mycount*6;int govCount =  groups.getGovCount()*6;Properties pro = new Properties();pro.setProperty("GOVCOUNT-----", govCount+"");pro.setProperty("MYCOUNT------", mycount+"");pro.setProperty("FILECOUNT----", (fileCount-1)+"");pro.setProperty("INFO---------", groups.getInfo());pro.store(bufw2, "---- ---- -- ---- --- --- ----- ---- ---- ---- ---");bufw2.close();bufw.close();}/** * 把从组合类返回的组合重新排列，并把每一个组合转换成字符串，保存到list集合中 * 为什么要重新排列？ * 因为36选7的特殊情况{1,2,3,4,5,6,7}还有六种组合 * {1,2,3,4,5,7,6} * {1,2,3,4,6,7,5} * {1,2,3,5,6,7,4} * ... * {2,3,4,5,6,7,1} * 也就是元素互换.... * @param group * @param sign 分隔符 * @return返回7组彩票 */public static StringBuilder GroupTo36(ArrayList<String> group,String sign) {StringBuilder sb = new StringBuilder();//把组合{1,2,3,4,5,6,7}按指定格式添加到list集合中for (String element : group) {sb.append(element + sign);}sb.append(SEPARATOR);int lastIndex = group.size() - 1;//元素互换得到其他的六种组合并添加到list集合中for (int i = 1; i <= lastIndex; i++) {String lastelement = group.get(lastIndex);group.set(lastIndex, group.get(lastIndex-i));group.set(lastIndex-i, lastelement);for (String ii : group) {sb.append(ii + sign);}sb.append(SEPARATOR);}return sb;}}