输出数组全排列

本文介绍了一个递归全排列算法的实现方法,通过不断交换数组元素并递归调用自身来生成所有可能的排列组合。文章详细解释了算法的运行原理,并针对含有重复元素的情况提供了改进方案。
#include <iterator>
void perm(int list[], int k, int m)
{
	if (k==m)
	{
		copy(list,list+m,ostream_iterator<int>(cout," "));
		cout<<endl;
		return;
	}
	for (int i=k; i<m; i++)//第一次自己和自己换
	{
		swap(list[k],list[i]);
		perm(list,k+1,m);
		swap(list[k],list[i]);
	}
}  

int main()
{
	int List[] = {1,2,3} ;
	perm(List, 0, sizeof(List)/sizeof(int));
	return 0;
}

算法思路:

(1)n个元素的全排列=(n-1个元素的全排列)+(另一个元素作为前缀);

(2)出口:如果只有一个元素的全排列,则说明已经排完,则输出数组;

(3)不断将每个元素放作第一个元素,然后将这个元素作为前缀,并将其余元素继续全排列,等到出口,出口出去后还需要还原数组;

对于有重复元素的情况:

在上面代码的for循环中加个判断,对于重复的元素只交换一次,其他时候直接跳过。具体实现可以这样:如果第i个元素等同于(i+1,m)中某个元素,则跳过。这样只会对重复元素的最后一个进行交换,代码也适用于不重复的元素。例题见 https://leetcode.com/problems/permutations-ii/

以下为两种使用C语言实现数组全排列的方法: ### 递归方法 递归方法的思路是将数组分为头和尾,让尾中的所有元素依次与头交换位置,然后对新的尾递归执行此操作,每次交换完需恢复位置。 ```c #include <stdio.h> // 交换元素 void swap(int a[], int i, int j) { int temp; temp = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = temp; } // 输出 void prin(int a[], int n) { int i; for (i = 0; i <= n; i++) { printf("%d", a[i]); } printf("\n"); } // 核心:运用递归将所有元素一次进行交换从而实现全排列 void perm(int a[], int p, int n) { if (p == n) { prin(a, p); } else { for (int i = p; i <= n; i++) { swap(a, p, i); perm(a, p + 1, n); swap(a, p, i); // 交换完位置后再将位置换回来 } } } int main() { int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; perm(a, 0, 4); return 0; } ``` 此代码定义了`swap`函数用于交换数组元素,`prin`函数用于输出数组元素,`perm`函数是核心递归函数,在`main`函数中调用`perm`函数实现数组`{1, 2, 3, 4, 5}`的全排列输出 [^1]。 ### DFS(深度优先搜索)方法 DFS方法通过标记数组来记录哪些数字已经被使用,逐步填充排列数组,达到全排列的目的。 ```c #include <stdio.h> int n, mark[100], a[10]; void dfs(int step) { if (step > n) { for (int i = 1; i <= n; i++) { printf("%d", a[i]); if (i != n) { printf(" "); } else { printf("\n"); } } } else { for (int i = 1; i <= n; i++) { if (mark[i] == 0) { mark[i] = 1; a[step] = i; dfs(step + 1); mark[i] = 0; } } } } int main() { scanf("%d", &n); dfs(1); return 0; } ``` 该代码定义了全局变量`n`、`mark`数组和`a`数组,`dfs`函数为核心的深度优先搜索函数,在`main`函数中读取输入的`n`,调用`dfs`函数实现`[1, n]`的全排列输出 [^2]。
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