排列 遞迴與非遞迴 演算法及介面設計

2021-08-22 20:11:26 字數 3365 閱讀 1819

本文我將首先用遞迴和非遞迴演算法實現對整數陣列的全排列，然後通過提煉介面，將這種演算法運用到實現對其它資料型別的全排列，對long陣列，列表，字串等。

下面**是用來實現對整數陣列的排列的演算法，具體原理見這裡 。

public static listperm(int a) 


public static listperm(int a, int fromindex, int toindex) 


private static void perm(int a, int fromindex, int toindex, listresult)  else 


}	}private static void swap(int a, int i, int j)
這裡將所有的結果放在乙個list中，這樣對小的資料很好，但是對大的資料可能會outofmemory，在我的機器上當資料的大小》=10時就會outofmemory。我需要將它轉換成非遞迴演算法，並返回iterator，這樣儲存在記憶體中的資料極少，而不會outofmemory。將該程式轉換成非遞迴演算法時，需要先畫出遞迴樹，具體該怎麼做，這裡就不詳述了，見**：

public static iteratorpermiterator(int a, int fromindex, int toindex) 


public static iteratorpermiterator(int a) 


public static iterablepermiterable(int a, int fromindex, int toindex) 


public static iterablepermiterable(int a) 


// 將遞迴翻譯成非遞迴


private static class intarraypermiterator implements iterator, iterable


public boolean hasnext() 


public int next() 


int result = array.clone();


frame = frames.removelast();


while (!frames.isempty()) 


frames.removelast();


}return result;


}		public void remove() 


public iteratoriterator() 	}	


private static class stackframe 


public string tostring() 


}
intarraypermiterator實現iterator和iterable介面，實現iterable介面是為了能夠在利用jdk5中增強for迴圈：

for (int a: permiterable(new int))
這樣做的問題是，如果要實現對long陣列，char陣列，list資料，字串的排列，我幾乎需要將它們重寫一遍。我想重用這些演算法，該怎麼辦呢？每當這時我都會想到提取介面。讓我們觀察遞迴版本的perm(int a, int fromindex, int toindex, listresult)方法(非遞迴版本類似)，它用到對陣列a的進行操作的方法只有swap方法和a.clone()方法，因此可以將它提取出乙個介面叫做permable，為了不指定toindex，我新增了乙個新方法size()。另外為了不和object中clone()方法衝突，我使用了copy這個名字。介面如下：

public inte***ce permable
該介面使用了型別引數t，表示返回的資料型別。使用這個介面，遞迴版本的排列演算法為：

public static listperm(permabledata) 


public static listperm(permabledata, int fromindex, int toindex) 


private static void perm(permabledata, int fromindex, int toindex, listresult)  else 


}	}
要對long陣列，字串，list等進行排序，只需要提供它們自己的permable介面實現：

public static class longarraypermable implements permable


public void swap(int i, int j) 


public long copy() 


public int size() 


}	public static class chararraypermable implements permable


public void swap(int i, int j) 


public char copy() 


public int size() 	}	


public static class stringpermable implements permable


public stringpermable(char data) 


public string copy() 


public int size() 


public void swap(int i, int j) 


}	public static class objectarraypermable implements permable


public void swap(int i, int j) 


public object copy() 


public int size() 	}	


public static class listpermableimplements permable> 


public listpermable(listdata) 


@suppresswarnings("unchecked")


public listcopy()  else  catch (instantiationexception e)  catch (illegalacces***ception e) 


}}		public int size() 


public void swap(int i, int j) 


}
現在要得到字串，long陣列的排列，可以：

for (long a : perm(new longarraypermable(new long))) 


for (string a : perm(new stringpermable("abc")))
它該介面用在非遞迴版本的排列演算法上也很簡單，只需要做幾處簡單的替換就可以了，這裡就不列舉了，見附件。

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