全排列的編碼與解碼 康托展開

2022-02-04 13:07:41 字數 1645 閱讀 9398

、康托展開:全排列到乙個自然數的雙射

x=an*(n-1)!+an-1*(n-2)!+...+ai*(i-1)!+...+a2*1!+a1*0!

ai為整數,並且0<=ai適用範圍:沒有重複元素的全排列

二、全排列的編碼:

的排列總共有n!種,將它們從小到大排序,怎樣知道其中一種排列是有序序列中的第幾個?

如 按從小到大排列一共6個:123 132 213 231 312 321。想知道321是中第幾個大的數。

這樣考慮:第一位是3,小於3的數有1、2 。所以有2*2!個。再看小於第二位,小於2的數只有乙個就是1 ,所以有1*1!=1 所以小於32

的排列數有2*2!+1*1!=5個。所以321是第6個大的數。2*2!+1*1!是康托展開。(注意判斷排列是第幾個時要在康托展開的結果後+1)

再舉個例子:1324是排列數中第幾個大的數:第一位是1小於1的數沒有,是0個,0*3!,第二位是3小於3的數有1和2,但1已經在第一位了,所以只有乙個數2,1*2! 。第三位是2小於2的數是1,但1在第一位,所以有0個數,0*1!,所以比1324小的排列有0*3!+1*2!+0*1!=2個,1324是第三個大數。

又例如,排列3 5 7 4 1 2 9 6 8展開為98884,因為x=2*8!+3*7!+4*6!+2*5!+0*4!+0*3!+2*2!+0*1!+0*0!=98884.

解釋:排列的第一位是3,比3小的數有兩個,以這樣的數開始的排列有8!個,因此第一項為2*8!

排列的第二位是5,比5小的數有1、2、3、4,由於3已經出現,因此共有3個比5小的數,這樣的排列有7!個,因此第二項為3*7!

以此類推,直至0*0!

#includeconst int fac = ;///階乘  

int kt(int s, int n)

return sum;

}

int main()

; printf("%d\n", 1 + kt(a, sizeof(a) / sizeof(*a))); ///1+98884

}

三、全排列的解碼

如何找出第16個(按字典序的)的全排列?

1. 首先用16-1得到15

2. 用15去除4! 得到0餘15

3. 用15去除3! 得到2餘3

4. 用3去除2! 得到1餘1

5. 用1去除1! 得到1餘0

有0個數比它小的數是1,所以第一位是1

有2個數比它小的數是3,但1已經在之前出現過了所以是4

有1個數比它小的數是2,但1已經在之前出現過了所以是3

有1個數比它小的數是2,但1,3,4都出現過了所以是5

最後乙個數只能是2

所以排列為1 4 3 5 2

#include#includeconst int fac = ;///階乘  

bool vis[10];

///n為ans大小,k為全排列的編碼

void invkt(int ans, int n, int k)

ans[i] = j, vis[j] = true;

k %= fac[n - i - 1];///餘數

} }

int main()

見:

全排列的編碼與解碼 康托展開

對於乙個集合 很明顯它有n 種全排列,把它們全都按照字典序排好序 從小到大 對應順序,假如問你第x個全排列是什麼,或者某個全排列在其中的序號是多少,可以利用康拓展開式來求。康托展開式 x a n n 1 a n 1 n 2 a i i 1 a 2 1 a 1 0 康托展開可以實現按字典序排序的序列與...

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