排列的演算法(一) 字典序演算法

2021-06-28 05:02:52 字數 2365 閱讀 9096

從n個不同元素中取出n個元素的排列,稱為n個不同元素的全排列。

可以證明,n個元素的全排列的總數是n!。

全排列的生成演算法就是對於給定的元素集合,用有效的方法將所有可能的全排列無重複無遺漏地列舉出來。

n個不同元素的排列都可以與n個自然數1、2

、……,n的排列一一對應,所以,這裡就以n個數字的排列為例說明排列的生成演算法。全排列的生成演算法就是討論怎樣從乙個排列生成它乙個新的排列的方法。

1.字典序演算法

不同的排列,可以從左到右逐個比較對應的元素的順序來決定他們的先後順序。設有集合的兩個排列 a0a1 ……aj……an-1和 b1b2……bj……bn-1bn,從左端開始,逐個比較它們的對應元素的大小,如果出現對應數字不相同的第乙個位置為 j,並且aj<bj,則a0a1 ……aj……an-1就排在b0b1……bj……bn-1的前面。例如對於5

個數字的排列

12354

和12345

,兩個排列的前三個數字相同,出現不同數字的位置是 j=3,而排列

12354

的第四個數字

5在排列

12345

的第四個數字

4之後,所以排列

12345

在前,排列

12354

在後。根據這樣的規定,

5個數字的所有的排列中,第乙個排列是

12345

,最後乙個是

54321

。這種判斷排列順序的方法稱為字典序法。

根據字典序法生成所有全排列的演算法如下:

設p是集合的乙個全排列:p=p1p2……pj-1pjpj+1……pn(1

≤p1、 p2、……、pn≤n-1)

第一步:從排列的右端開始,找出第乙個比右邊數字小的數字的序號j,即j=max

第二步:在pj 的右邊的數字中,找出所有比pj 大的數字中最小的數字pk,即k=min

第三步:交換pi,pk 

第四步:再將排列右端的遞減部分pj+1pj+2……pn倒轉,就得到了乙個新的排列p'=p1p2……pj-1pjpn……kpj+2pj+1。

例如839647521

是數字1~9

自右至左找出排列中第乙個比右邊數字小的數字4     839647521

在該數字後的數字中找出比4

大的數中最小的乙個

5   839647521將5與

4交換                                    

839657421

將7421

倒轉                                     

839651247

所以839647521

的下乙個排列是                    

839651247。

為了得到集合的全體全全排列,可以從原始排列

12……n開始,按照字典序法逐個生成它們的後繼排列。當得到的後繼排列是最後乙個n……21

時就結束。

字典序演算法的程式**:

//字典序演算法

//輸入:排列元素個數n

//輸出:

n個元素的排列

#include 

#include 

using namespace std;

void dict(int *p,int n);

void output(int *p,int n);

int t;

int main(void)

freopen("in.dat","r",stdin);

int n,*p;

while(cin>>n)

p=new int[n];

for(int i=0;ip[i]=i+1;

t=0;

dict(p,n);

return 0;  

void dict(int *p,int n)

int i,j;

while(1)

output(p,n);                     

for(i=n-2;i>=0;i--)               

if(p[i]break;

if(i<0)                           

break;                  

for(j=n-1;j>=0;j--)               

if(p[j]>p[i])

break;

swap(p[i],p[j]);

j=n-1;

while(iswap(p[++i],p[j--]);

void output(int *p,int n)

cout

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