C++输出全排列递归算法详细解释

原文地址：http://www.2cto.com/kf/201505/397602.html

中心思想:
设R={r1,r2,…,rn}是要进行排列的n个元素，Ri=R-{ri}.
Perm(X)表示在全排列Perm(X)的每一个排列前加上前缀ri得到的排列。
（1）当n=1时，Perm(R)=(r),其中r是集合R中唯一的元素；
（2）当n>1时，Perm(R)可由(r1)+Perm(R1),(r2)+Perm(R2),…,(rn)+Perm(Rn)构成。

那么具体程序要怎么实现呢?我们来个实际的例子,假设有一数列1,2,3,4
那么1,2,3,4的全排列
perm({1,2,3,4})=1perm({2,3,4})+2perm({1,3,4})+3perm({1,2,4})+4perm(1,2,3)
那么我们只要将每个数,与第一个数交换不就可以得到下一个序列了吗?
比如{1,2,3,4}第一个与第二个数交换,那么不就得到2 {1,3,4}了,接下来我们用一个实际的例子说明该程序是怎样运行的

具体算法流程:

数列:{1,2,3} 第一个与第一个交换
可以得到1 {2,3} 将序列{2,3}放进perm函数递归,然后

——递归{2,3}
数列{2,3}第一个与第一个交换
得到2{3} ,输出1,2,3 (此时low=high,因为序列{3}只有一位数,因此输出列表list)
数列{2,3}第一个与第一个交换回来,结果仍然是{2,3}
数列{2,3}第一个与第二个交换
得到3{2},输出1,3,2
{3,2}又第一个与第二个交换回来,变回{2,3}
—–{2,3}递归完毕序列恢复原状{1,2,3}

数列:{1,2,3} 第一个与第二个交换
可以得到2,{1,3}
——递归{1,3}
数列{1,3}第一个与第一个交换
得到1{3} ,输出2,1,3
数列{1,3}第一个与第一个交换回来,结果仍然是{1,3}
数列{1,3}第一个与第二个交换
得到3{1},输出2,3,1
{3,1}又第一个与第二个交换回来,变回{1,3}
—–{1,3}递归完毕
序列{2,1,3}第一个与第二个交换
序列恢复原状{1,2,3}

数列:{1,2,3} 第一个与第三个交换
可以得到3,{1,2}
——递归{1,2}
数列{1,2}第一个与第一个交换
得到1{2} ,输出3,1,2
数列{1,2}第一个与第一个交换回来,结果仍然是{1,2}
数列{1,2}第一个与第二个交换
得到2{1},输出3,2,1
{2,1}又第一个与第二个交换回来,变回{1,2}
—–{1,2}递归完毕
序列{3,1,2}第一个与第二个交换
序列恢复原状{1,2,3}

算法可以简单地写作
perm({1,2,3})=1perm({2,3})+2perm({1,3})+3perm({1,2})
perm({2,3})=2perm({3})+3perm({2})
perm({1,3})=1perm({3})+3perm({1})
perm({1,2})=1perm({2})+2perm({1})

#include <iostream> using namespace std;int n = 0;void swap(char *a ,char *b){int m ;m = *a;*a = *b;*b = m;}  void perm(char list[],int k, int m ){int i;if(k >m){for(i = 0 ; i <= m ; i++){cout<<" "<<list[i]; }cout<<endl;n++;}else{for(i = k ; i <=m;i++){swap(&list[k],&list[i]);perm(list,k+1,m);swap(&list[k],&list[i]);}}}int main(){char list[] ="1234";perm(list,0,3);cout<<"total:"<<n<<endl; return 0;}