全排列写法(c++)

该博客介绍了如何使用C++通过递归实现自然数1到n的全排列,按照字典序输出。代码中利用了回溯法和一个布尔数组记录每个数字是否已被使用,确保不会出现重复的排列。博客适合对数据结构和算法感兴趣的读者,特别是C++程序员。

题目要求:按照字典序输出自然数 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。

输入格式:一个整数 n。

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 个场宽。

1.c++数据结构递归求全排列:

按字典序排列(从小到大排序)

2.思路:

n:输出1-n的n个整数的全排列

P:存储我们数据的排列顺序

hashTable:判断当前数组中有无此元素

3.代码实现:

#include<iostream>
using namespace std;
const int maxn = 100;
int n;
int P[maxn];
bool hashTable[maxn]={false};
void generateP(int index) {
	//防御性编程
	if (index == n + 1) {
		for (int i = 1; i <= n; i++) {
			cout << P[i] << "\t";
		}
		cout << endl;
		return;
	}
	//遍历每个位置的可能
	for (int i = 1; i <= n; i++) {
		if (hashTable[i] == false) {  //判断当前排列中有无此元素
			P[index] = i; //把元素按照顺序放到排列中

			hashTable[i] = true;
			generateP(index + 1); //往下一个位置插入元素
			hashTable[i] = false;//从右往左抛出每个数据-->按照字典序排列
			//回溯---->重置
		}
	}
}
int main() {

	cin >> n;
	generateP(1);

	return 0;
}

此思路来自与b站视频C++数据结构递归求全排列_哔哩哔哩_bilibili

### 全排列生成方法详解 全排列是指将一组元素按照所有可能的顺序进行排列。对于长度为 $ n $ 的数组,其全排列的数量为 $ n! $。以下是几种常见的编程语言实现方式。 #### C++ 递归实现全排列 C++ 中可以通过递归与回溯的方法实现全排列。基本思想是:固定第一个元素,然后对剩下的元素进行全排列,依次递归下去直到只剩一个元素。这种方法通过交换元素的位置来生成不同的排列,并在每次递归结束后恢复原状(回溯)。 ```cpp #include <iostream> using namespace std; template<typename Type> void Swap(Type &a, Type &b) { Type temp = a; a = b; b = temp; } template<typename Type> void Perm(Type list[], int k, int m) { if (k == m) { for (int i = 0; i <= m; i++) { cout << list[i]; } cout << endl; } else { for (int i = k; i <= m; i++) { Swap(list[k], list[i]); Perm(list, k + 1, m); Swap(list[k], list[i]); // 回溯 } } } ``` 此算法的时间复杂度为 $ O(n!) $,因为需要生成所有的排列情况[^1]。 #### Java 实现全排列(递归+回溯) Java 同样可以使用递归和回溯的方式实现全排列。以下是一个基于字符串数组的实现: ```java import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class Permutation { public static void permute(String[] nums, boolean[] used, List<String> current, List<List<String>> result) { if (current.size() == nums.length) { result.add(new ArrayList<>(current)); return; } for (int i = 0; i < nums.length; i++) { if (used[i]) continue; used[i] = true; current.add(nums[i]); permute(nums, used, current, result); current.remove(current.size() - 1); used[i] = false; } } public static List<List<String>> generatePermutations(String[] nums) { List<List<String>> result = new ArrayList<>(); permute(nums, new boolean[nums.length], new ArrayList<>(), result); return result; } public static void main(String[] args) { String[] input = {"1", "2", "3"}; List<List<String>> permutations = generatePermutations(input); for (List<String> permutation : permutations) { System.out.println(permutation); } } } ``` 该实现通过 `used` 数组记录哪些元素已经被选中,从而避免重复选择。递归终止条件是当前排列长度等于输入数组长度。每完成一次排列后将其加入结果集并回溯[^3]。 #### Python 实现全排列 Python 提供了更简洁的写法,利用递归和列表推导式可以高效实现全排列: ```python def permute(nums): if len(nums) == 0: return [] if len(nums) == 1: return [nums] result = [] for i in range(len(nums)): rest = nums[:i] + nums[i+1:] for p in permute(rest): result.append([nums[i]] + p) return result # 示例调用 input_list = [1, 2, 3] output = permute(input_list) for item in output: print(item) ``` 该实现同样采用递归思路:每次选取一个元素作为起始,其余元素递归生成排列,最终合并结果。 #### JavaScript 实现全排列 JavaScript 中也可以使用递归与回溯实现全排列: ```javascript function permute(nums) { const result = []; function backtrack(start) { if (start === nums.length) { result.push([...nums]); return; } for (let i = start; i < nums.length; i++) { [nums[start], nums[i]] = [nums[i], nums[start]]; // 交换 backtrack(start + 1); [nums[start], nums[i]] = [nums[i], nums[start]]; // 回溯 } } backtrack(0); return result; } // 示例调用 const input = [1, 2, 3]; const output = permute(input); console.log(output); ``` 该实现通过递归交换元素位置,生成所有可能的排列组合。 ---
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