洛谷 P1706 全排列问题(dfs)

本文深入解析了求解自然数1到n所有不重复排列的全排列算法,通过两种方法实现:一是使用递归和标记数组,二是利用STL中的next_permutation函数。详细介绍了两种方法的代码实现及运行原理。

题目链接

题目描述

输出自然数1到n所有不重复的排列,即n的全排列,要求所产生的任一数字序列中不允许出现重复的数字。

输入输出格式

输入格式:

 

n(1≤n≤9)

 

输出格式:

 

由1~n组成的所有不重复的数字序列,每行一个序列。每个数字保留5个常宽。

 

输入输出样例

输入样例#1: 

3

输出样例#1:

    1    2    3
    1    3    2
    2    1    3
    2    3    1
    3    1    2
    3    2    1

思路:开两个数组一个存放数字另一个进行标记判断。

for循环从1到n,取i放进新的数组里面,标记i使其不能再次被取用,递归dfs函数,直到数组里的数等于n就遍历数组输出,return回来以后把标记过的变成初始化形态。

 

AC代码

#include <stdio.h>
int n,vis[10],save[10];
void dfs(int x){
	if(x==(n+1)){
		for(int i=1;i<=n;i++){
			printf("%5d",save[i]);
		}
		printf("\n");
		return;
	}
	for(int i=1;i<=n;i++){
		if(vis[i]==1) continue;
		vis[i]=1;
		save[x]=i;
		dfs(x+1);
		vis[i]=0;
	}
	return;
}
int main(){
	scanf("%d",&n);
	dfs(1);
	return 0;
}

 

其实还有一种更简单的方法,用STL里面的next_permutation函数,不到20行代码,而且很好理解

#include <stdio.h>
#include <algorithm>
using namespace std;
int main(){
    int n,i,j,k,a[10];
    scanf("%d",&n);
    j=n;
    for(i=0;i<n;i++){
        a[i]=n-i;
        if(i!=0)j*=i;
    }
    for(i=0;i<j;i++){
        next_permutation(a,a+n);
        for(k=0;k<n;k++)
            printf("%5d",a[k]);
        printf("\n");
    }
    return 0;
} 

next_permutation函数不懂的可以看我另一篇博客,点这里 

 

回溯全排列问题是通过回溯算法来生成给定数字集合的所有可能排列。以引用[1]中的代码为例进行解析。 ### 代码功能概述 该代码的主要功能是输入一个整数`n`,然后输出1 到`n`的所有全排列。 ### 代码详细解析 #### 全局变量的定义 ```c int n; ///定义一个全局变量,代表我们要输入的数 int flag[10]={0}; ///定义一个标记数组,作用是在进行深度搜索的时候标记数字是否已经被访问过,0表示未访问,1表示已访问 int res[10]; ///定义该数组记录数字排列 ``` - `n`:用于存储用户输入的整数,代表要生成全排列的数字范围是从 1 到`n`。 - `flag`:标记数组,长度为 10,初始值都为 0,表示所有数字都未被访问。 - `res`:用于记录当前的数字排列,长度为 10。 #### 打印函数`print` ```c //打印 void print(){ for(int i=1;i<=n;i++){ printf("%5d",res[i]); } printf("\n"); } ``` 该函数用于打印当前的数字排列。`%5d`是格式化输出,保证每个数字占 5 个字符的宽度,使输出更整齐。 #### 深度搜索函数`dfs` ```c ///深度搜索 void dfs(int num){ ///当前数字位置大小大于我们给定的数字n大小时,递归结束 if(num>n){ print(); return; } for(int i=1;i<=n;i++){ ///若该数未被访问过 if(flag[i]==0){ flag[i]=1; ///标记为已访问 res[num]=i;///将该数记录进数字排列数组对应的num位置上 dfs(num+1);///对下一个位置进行搜索 flag[i]=0;///回溯,即搜索结束恢复标记位 } } return; } ``` - 递归终止条件:当`num > n`时,说明已经生成了一个完整的排列,调用`print`函数打印该排列,并返回。 - 遍历 1 到`n`的数字:对于每个未被访问过的数字(`flag[i] == 0`),将其标记为已访问(`flag[i] = 1`),并将其放入`res`数组的`num`位置(`res[num] = i`)。 - 递归调用:对下一个位置(`num + 1`)进行深度搜索。 - 回溯操作:搜索结束后,将该数字的标记恢复为未访问(`flag[i] = 0`),以便尝试其他可能的排列。 #### 主函数`main` ```c int main(){ scanf("%d",&n); dfs(1); ///全排列1到n,所以我们从位置1开始进行深度搜索 return 0; } ``` - 读取用户输入的整数`n`。 - 从位置 1 开始进行深度搜索,调用`dfs(1)`。 ### 同类题型推荐 洛谷上相关的回溯全排列问题还有 P1088:火星人(全排列应用)、P1036:选数(组合问题)、P1157:组合的输出(组合枚举)[^2]。
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