常见算法之全排列 全组合

开发技术 作者: 2024-06-17 02:45:01
全排列算法是一种比较常考的算法,他的做法也比较多样。首先我们来看看最符合我们直观思考的,思路是这样的:假如没有重复元素时,传入一个数组A,并插入到另外一个数组B中,假如B中已经包含这个元素,则跳过,否则插入数组B。我们来看看具体代码:&ltspan style="font-size:14px;"&gtpub

全排列算法是1种比较常考的算法,他的做法也比较多样。

首先我们来看看最符合我们直观思考的,思路是这样的:假设没有重复元素时,传入1个数组A,并插入到另外1个数组B中,假设B中已包括这个元素,则跳过,否则插入数组B。我们来看看具体代码:

<span style="font-size:14px;">public static void permutation1(final String str,String buffer){ if (str.length() == buffer.length()){ System.out.println((num++) + ":" + buffer); return; } for (int i = 0; i < str.length(); i++){ if (buffer.indexOf((int)str.charAt(i)) < 0){ permutation1(str,buffer + str.charAt(i)); } } }</span>

这个看代码就比较容易理解,所以就不多说了,它有缺点,就是不能有重复,那我们改1改,给每个值都安置1个状态位,假设插入过置为1,没有则是0,所以,我们又有了第2种方法:

<span style="font-size:14px;">public static void permutation2(final char[][] array,String result,int len){ if (result.length() == len){ System.out.println(result); }else{ for (int i = 0; i < len; i++){ if (array[i][1] == 0){ array[i][1] = 1; permutation2(array,result + array[i][0],len); array[i][1] = 0; } } } }</span>
固然它也有缺点,我们需要在这之前对他传入数组进行转化。例如

<span style="font-size:14px;">public static void main(String[] args) { String str = "abcd"; char[][] array = new char[str.length()][2]; for (int i = 0; i < str.length(); i++){ array[i][0] = str.charAt(i); array[i][1] = 0; } String result = new String(); permutation2(array,result,str.length()); }</span>
现在还有另外1种递归方法,假设我们的数组是abc 那末全排列的话有abc,acb,bac,bca,cba,cab。

也就是说,a开头的和{b,c}的全排列,b开头的和{a,c}的全排列,c开头的和{a,b}全排列。

p = {r1,r2,r3,r4...},设 pn = p - {rn}

perm(p) = r1perm(p1) + r2perm(p2) + r3perm(p3) + ....

可以看出每个全排列可以继续分成更多的子全排列,而每一个子排列可使看成第1个字母与别的字母调换位置得来的。所以,我们还可以用以下代码求结果:

<span style="font-size:14px;">public static void swap(char[] array,int from,int to){ char temp = array[from]; array[from] = array[to]; array[to] = temp; } public static void permutation3(char[] array,int n){ if (n == array.length){ System.out.println(new String(array)); }else { for (int i = n; i < array.length; i++){ swap(array,i,n); permutation3(array,n + 1); swap(array,n); } } }</span>

但是呢,我们介绍的全部都是递归的算法,想要非递归怎样办呢。

首先我们来看这样1个字符串1234,需要他的全排列,怎样求呢,1243,1342依此类推就能够得出全部了,但是,这依此类推是怎样类推法。首先,我们规定需要将传入的字符串进行排序,小的在前大的在后。然后我们需要从前想后找前面的数小于后面的数的点,我们先叫他替换点,例如:938740,从后往前找,3是1个替换点。找到替换点以后,我们继续从后往前找,找到第1个大于他的数,照旧是上面这个例子:937840,那这个数就是4了。好了,现在将他们进行替换,现在这个数变成947830了。然后我们需要把它从替换点这,进行反转,把7840转为0478,并与之前的数进行合并930478。然后从重复这个动作,就可以找到全部的数了。


<span style="font-size:14px;">public static void reversal(char array[],int to){ while (from < to){ swap(array,from++,to--); } } public static boolean hasNext(char[] array){ if (array.length == 0 || array == null){ return false; } int endIndex = array.length - 1; int q = endIndex - 1; int p = endIndex; while (q >= 0){ if (array[q] < array[q + 1]){ while (array[q] > array[p]){ p--; } swap(array,p,q); reversal(array,q + 1,array.length - 1); return true; } q--; } reversal(array,array.length - 1); return false; } public static void main(String[] args) { char[] array = "abc".tocharArray(); do { System.out.println(array); } while (hasNext(array)); }</span>

但是,但是,但是,假设有是有重复字符的字符串,那要怎样办呢。还有假设某些字符是需要依照某种顺序呢,我表示我还在想,假设你知道的话,欢迎知道留言邮件都行:630841816@qq.com




以上是全排列,下面我们来讲全组合

首先我们来看个例子,p={a,b,c}的全组合:asse(p) = {},{a},{b},{c},{ab}.....

到这我们似乎可以看到1些规律:

{} => 000 {a} => 001 {b} => 010   ...

我们可以把他们和对逐一对应,如此,我们1个值在0~size(asse(p))的值就一定代表1个唯1的值。

所以我们可以:

<span style="font-size:14px;">public static void assembly(char[] array){ int num; //全组合的组数 num = 1 << array.length; for (int i = 0; i < num; i++){ StringBuffer buffer = new StringBuffer(); for (int j = 0; j < array.length; j++){ if ((i & (1 << j)) > 0){ buffer.append(array[j]); } } System.out.println(buffer); } }</span>


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