n个元素的全排列(非递归+去重)
来源:互联网 发布:精通qt4编程 源码 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 01:05
非递归采用的方法是:字典排序找后继;该方法自带去重的效果,并且效率高、顺序自然。
以3个数字的全排列为例,共有 3! = 6 种排列,这6种排列是有大小的,如果按从小到大排列,示意如下:
123 132 213 231 312 321
显然,每个数有唯一后继。如果找到一个数没有后继(321),则停止。
那么如何判断是否有后继,以及怎样找到后继 ?
是否有后继:唯一没有后继的只有321,它的特点是每位的数字比后面的大。
如何找到后继:即对于一个数,找到一个比它大的、最小的数,即该数的后继。详述如下:
字典排序算法: 设p是1~n的一个全排列:p = p1p2...pn = p1p2...pj-1pjpj+1...pk-1pkpk+1...pn 2)在pj的右边的数字中,找出所有比pj大的数中最小的数字pk,即 k=max{i|pi>pj}(右边的数从右至左是递增的,因此k是所有大于pj的数字中序号最大者) 3)对换pi,pk。 4)再将pj+1...pk-1pkpk+1...pn倒转得到排列p’=p1p2...pj-1pjpn...pk+1pkpk-1...pj+1,这就是排列p的下一个排列。 例如,43521是数字1~5的一个排列。从它生成下一个排列的步骤如下: 自右至左,找出排列中第一个比右边数字小的数字3 在该数字后的数字中,找出比3大的数中最小的一个5 将5与3交换 45321 将321倒转 123 所以43521的下一个排列是45123。
注意:如果输入是一个非最小数,如2132,则需要将它转换为最小数,如1223,再进入循环。即在循环前要对字符串排序下,排序算法建议用快排,可参考:快速排序;本文使用最简单的冒泡排序来演示,具体实现如下:
#include <iostream>using namespace std;void Swap(char *a, char *b){ char temp = *a; *a = *b; *b = temp;}// 反转区间(a,b对应的是下标)void Reverse(char *a, char *b){ while (a < b) Swap(a++, b--);}// 下一个排列bool Next_permutation(char a[]){ char *pEnd = a + strlen(a) - 1; char *p, *q, *pFind; p = pEnd; while (p != a) { q = p; --p; if (*p < *q) // 找降序的相邻2数,前一个数即替换数 { // 从后向前找比替换点大的第一个数 pFind = pEnd; while (*pFind <= *p) --pFind; // 替换 Swap(pFind, p); // 替换点后的数全部反转 Reverse(q, pEnd); return true; } } return false;}void bubbleSort(char str[], int len){ for (int i = 0; i < len-1; i++) { for (int j = 0; j < len - i -1; j++) { if (str[j] > str[j+1]) { Swap(&str[j], &str[j+1]); } } }}int main(int argc, const char * argv[]) { char str[] = "1232"; // 循环前,先排序(必须是升序) bubbleSort(str, (int)strlen(str)); do{ printf("%s\n", str); }while (Next_permutation(str)); return 0;}
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