康托展开式

本文介绍如何使用康托展开来确定一个排列在所有可能排列中的位置,以及如何通过给定的位置找到对应的排列。提供了具体的计算方法和C++实现代码。

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如我想知道321是{1,2,3}中第几个大的数可以这样考虑 :

第一位是3,当第一位的数小于3时,那排列数小于321 如 123、 213 ,小于3的数有1、2 。所以有2*2!个。再看小于第二位2的:小于2的数只有一个就是1 ,所以有1*1!=1 所以小于321的{1,2,3}排列数有2*2!+1*1!=5个。所以321是第6个大的数。 2*2!+1*1!+0*0!就是康托展开。

再举个例子:1324是{1,2,3,4}排列数中第几个大的数:第一位是1小于1的数没有,是0个 0*3! 第二位是3小于3的数有1和2,但1已经在第一位了,所以只有一个数2 1*2! 。第三位是2小于2的数是1,但1在第一位,所以有0个数 0*1! ,所以比1324小的排列有0*3!+1*2!+0*1!=2个,1324是第三个大数

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
__int64 c[100];
int n;
__int64  ch[12] = { 0, 1, 2, 6, 24, 120, 720, 5040, 40320, 362880, 3628800, 39916800 };//N!
int ss(__int64 c[])
{
	int i, j, temp=0, sum=0;
	for( i=0; i < n; i++ )
	{
		temp = 0;
		for( j=i+1; j < n; j++ )
			if(c[j] < c[i])
				temp++;
		sum += temp*ch[n-i-1];
	}
	return sum+1;
}
int main()
{
	while(scanf("%d", &n) != EOF )
	{
		for(int i=0; i < n; i++ )
			scanf("%I64d", &c[i]);
		printf("%d\n", ss(c));
	}
	return 0;
}

康托组合数的逆    例题hdu 1027    http://blog.youkuaiyun.com/asure__cpp/article/details/9282029

也有库函数可以直接可以用库函数next_permutstion

例1 {1,2,3,4,5}的 全排列,并且已经从小到大排序完毕
(1)找出第96个数
首先用96-1得到95
用95去除4! 得到3余23
有3个数比它小的数是4
所以第一位是4
用23去除3! 得到3余5
有3个数比它小的数是4但4已经在之前出现过了所以第二位是5(4在之前出现过,所以实际比5小的数是3个)
用5去除2!得到2余1
有2个数比它小的数是3,第三位是3
用1去除1!得到1余0
有1个数比它小的数是2,第二位是2
最后一个数只能是1
所以这个数是45321
(2)找出第16个数
首先用16-1得到15
用15去除4!得到0余15
用15去除3!得到2余3
用3去除2!得到1余1
用1去除1!得到1余0
有0个数比它小的数是1
有2个数比它小的数是3 但由于1已经在之前出现过了所以是4(因为1在之前出现过了所以实际比4小的数是2)
有1个数比它小的数是2 但由于1已经在之前出现过了所以是3(因为1在之前出现过了所以实际比3小的数是1)
有1个数比它小得数是2 但由于1,3,4已经在之前出现过了所以是5(因为1,3,4在之前出现过了所以实际比5小的数是1)
最后一个数只能是2
所以这个数是1435

#include<iostream>
using namespace std;
__int64 fac[]={1,1,2,6,24,120,720,5040,40320,362880,362880};
int ch[1000];
int n, num;

void ss()
{
	int i, j, k, mode;
	memset(ch, 0, sizeof(ch));
	num--;
	for( i=n-1; i > 0; i-- )
	{
		mode = num % fac[i];
		num /= fac[i];
		int temp=0;
		for( j=1; j <= n; j++ )//遍历在这个位子以前哪些数是用过的
		{
			for( k=0; k < n-i-1; k++ )
			{
				if(ch[k] == j)
					break;
			}
			if(k == n-i-1)
				temp++;
			if(temp == num+1)
			{
				ch[n-i-1]=j;
				break;
			}
		}
		num = mode;
	}
	for(i=1; i <= n; i++ )//寻找最后一位数
	{
		for(j=0; j < n; j++ )
		{
			if(ch[j] == i)
				break;
		}
		if(j == n)
		{
			ch[n-1] = i;
			break;
		}
	}
}

int main()
{
	while(scanf("%d%d", &n, &num) != EOF )
	{
		ss();
		bool p = false;
		for(int i=0; i < n; i++ )
		{
			if(p)
				printf(" ");
			p = true;
			printf("%d", ch[i]);
		}
		printf("\n");
	}
	return 0;
}






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