全排列算法原理和实现

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全排列是将一组数按一定顺序进行排列,如果这组数有n个,那么全排列数为n!个。现以{1, 2, 3, 4, 5}为

例说明如何编写全排列的递归算法。
1、首先看最后两个数4, 5。 它们的全排列为4 5和5 4, 即以4开头的5的全排列和以5开头的4的全排列。
由于一个数的全排列就是其本身,从而得到以上结果。
2、再看后三个数3, 4, 5。它们的全排列为3 4 5、3 5 4、 4 3 5、 4 5 3、 5 3 4、 5 4 3 六组数。
即以3开头的和4,5的全排列的组合、以4开头的和3,5的全排列的组合和以5开头的和3,4的全排列的组合.
从而可以推断,设一组数p = {r1, r2, r3, ... ,rn}, 全排列为perm(p),pn = p - {rn}。
因此perm(p) = r1perm(p1), r2perm(p2), r3perm(p3), ... , rnperm(pn)。当n = 1时perm(p} = r1。
为了更容易理解,将整组数中的所有的数分别与第一个数交换,这样就总是在处理后n-1个数的全排列。
算法如下:

#include <stdio.h>  

int n = 0;  

void swap(int *a, int *b) 
{     
    
int m;     
    m 
= *a;     
    
*= *b;     
    
*= m; 
}  
void perm(int list[], int k, int m) 
{     
    
int i;     
    
if(k > m)     
    {          
        
for(i = 0; i <= m; i++)             
            printf(
"%d ", list[i]);         
        printf(
"\n");         
        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() 
{     
    
int list[] = {12345};     
    perm(list, 
04);     
    printf(
"total:%d\n", n);     
    
return 0

谁有更高效的递归和非递归算法,请回贴。

posted on 2008-05-11 15:43 银河使者 阅读(1473) 评论(3)  编辑  收藏 所属分类: algorithmC/C++ 原创

评论

# re: 全排列算法原理和实现 2008-07-26 18:36 翟梦华

#include<cstdlib>
#include<iostream>
#define CHESSNUM 9
using namespace std;
/*********************************************************/
void Rank_Chess(int m);
int Change_Rank(int w);
bool Down_Rank(int x);
void Up_Rank(int m);
void Show();
/**********************************************************/
static char num[CHESSNUM];
static int counter[CHESSNUM];
static int num_counter=0;
/**********************************************************/
int main(){
for(int x=0;x<CHESSNUM;x++)
num[x]='A'+x;
Show();
for(int y=0;y<CHESSNUM;y++)
counter[y]=CHESSNUM-1;
Rank_Chess(CHESSNUM);
cout<<"\n\n\nAdd up to "<<num_counter<<" number."<<endl;
cout<<"\t\t\t\t---By 翟梦华"<<endl;
getchar();
return 0;
}
/**********************************************************/
void Rank_Chess(int m){
while(1){
if(m==2){char currency;
currency=num[CHESSNUM-1];
num[CHESSNUM-1]=num[CHESSNUM-2];
num[CHESSNUM-2]=currency;
Show();}
if(!(Down_Rank(m))) Rank_Chess(m-1); //recursive function
else {Change_Rank(m+1);break;}
}
}
/**********************************************************/
int Change_Rank(int w){
if(w>CHESSNUM) return 0;
if(counter[CHESSNUM-w]==CHESSNUM-w)
{counter[CHESSNUM-w]=CHESSNUM-1;return 0;}
{char currency;
currency=num[CHESSNUM-w];
num[CHESSNUM-w]=num[counter[CHESSNUM-w]];
num[counter[CHESSNUM-w]]=currency;
}
Up_Rank(w-1);counter[CHESSNUM-w]--;
return 0;
}
/**********************************************************/
bool Down_Rank(int x){
for(int i=CHESSNUM-2;i>CHESSNUM-x-1;i--)
if(num[i+1]>num[i]) return false;
return true;
}
/**********************************************************/
void Up_Rank(int m){
char alter[100];
for(int i=0;i<m;i++)
alter[i]=num[CHESSNUM-1-i];
for(int j=0;j<m;j++)
num[CHESSNUM-m+j]=alter[j];
Show();
}
/**********************************************************/
inline void Show(){
for(int x=0;x<CHESSNUM;x++)
cout<<num[x];
cout<<" |\t";
num_counter++;
}



这是我以前写的,虽然长了点有点啰嗦,但我测试过了,对9位数排列比你的快了13s.不信你自己试试.但我得承认你的代码写得很棒!  回复  更多评论   

# re: 全排列算法原理和实现 2008-07-26 18:50 翟梦华

哦,真是越看越惭愧,你的思路可要比我清晰多了。虽然大家用的都是递归之妙,但我写的东西真是太不成体统了。原本自己只学过2个礼拜的C便自以为已得算法之精妙,奈何山外有山。。。  回复  更多评论   

# re: 全排列算法原理和实现 2008-07-31 14:46 fei

这是我的全排列 JAVA语言
package net.emlog.fei;

import java.util.Date;

public class ListAll {

/**
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {

ListAll a = new ListAll();
String[] strings ={"a","d","c","d","e","f","g","h","i"};
String[] stringtt=null; ;
Date date = new Date(System.currentTimeMillis());
System.out.println(date.toString());
stringtt=a.returnAll(strings);
Date date1 = new Date(System.currentTimeMillis());
System.out.println(date1.toString());
for(int i = 0; i < stringtt.length;i++){
System.out.println(stringtt[i].toString());
}
}
/**
* 分析全排列 我们发现 其有这么一个规律 即此数的全排列为在其前一个数的前排列所得到的数据的N个位置加上本身。1这本身
* 如2 21 12 为 returnAll(2) = returnAll(1)+n 和 n + returnAll(1)
* 3 为 m 0 to 2 returnAll(3) = returnAll(2)[t].subString(0,m) + n + returnAll(2)[t].subString(m); t 0 to returnAll(2).length
* 所以 如下所示即可。
* 出于效率的考虑,我设置了两个变量。这两个变量如果根据题目要求可以不要,不过那样效率会很低。
* @param n
* @return
*/
private String[] returnAll(int n){
int length = 1;
for(int k = 1;k<=n;k++){
length = length*k;
}
String[] strings = new String[length];
if(n==1){
strings[0]=new Integer(n).toString();
}else{
String[] preStrings = returnAll(n-1);
String tmpString;
for(int t = 0 ; t<preStrings.length;t++){//数字的全排列的原数据来自于上一个上的全排列数组。
tmpString = preStrings[t];
for (int m =0 ;m<n ;m++){//上一个全排列数组中的某个数据从第0个索引开始到结束分别插入此数字
strings[t*n+m] = tmpString.substring(0, m)+ n +tmpString.substring(m);
}
}

}

return strings;
}

/**
* 可以随意编写字符来组成全排列数组
* @param x
* @return
*/
private String[] returnAll(String[] x){
int length = 1;
for(int k = 1;k<=x.length;k++){
length = length*k;
}
if(x.length !=length/(x[0].length()+1)){

}
String[] strings = new String[length];
if(x.length==1){
strings[0]=x[0];
}else{
String[] preStrings = returnAll(splitStrings(x));
String tmpString;
for(int t = 0 ; t<preStrings.length;t++){//全排列的原数据来自于上一个上的全排列数组。
tmpString = preStrings[t];
for (int m =0 ;m<x.length ;m++){//上一个全排列数组中的某个数据从第0个索引开始到结束分别插入此数据
strings[t*x.length+m] = tmpString.substring(0, m)+ x[x.length-1] +tmpString.substring(m);
}
}

}

return strings;
}
/**
* 以牺牲时间来换空间
* @param n
* @return
*/
private String[] returnAllInOne(int n){
int length = 1;
for(int k = 1;k<=n;k++){
length = length*k;
}
String[] strings = new String[length];
if(n==1){
strings[0]=new Integer(n).toString();
}else{
// String[] preStrings = returnAll(n-1);
// String tmpString;
for(int t = 0 ; t<returnAll(n-1).length;t++){
// tmpString = returnAll(n-1)[t];
for (int m =0 ;m<n ;m++){
strings[t*n+m] = returnAll(n-1)[t].substring(0, m)+ n +returnAll(n-1)[t].substring(m);
}
}

}

return strings;
}
/**
* 非1.6版本,生成除去数组的最后一位的数组
* @param strings
* @return
*/

private String[] splitStrings(String[] strings){
if(strings.length==0){return null;}
String[] tmpStrings = new String[strings.length-1];
for(int i =0;i<strings.length-1;i++){
tmpStrings[i]=strings[i].toString();
}
return tmpStrings;
}


}

对于9位数的排列未打印用时1秒分左右。  回复  更多评论   


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