多种全排列问题

在这里插入图片描述
ac代码如下

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

void permute(int arr[],int s,int t)
{
	if(s == t)
	{
		for(int i = 1; i <= t; i++)
		{
			if(i == t) cout << arr[i] << endl;
			else cout << arr[i] << " " ;
		}
	}else{
		for(int k = s; k <= t; k ++)
		{
			int temp = arr[s];
			arr[s] = arr[k];
			arr[k] = temp; 
			permute(arr,s + 1, t);
			temp = arr[s];
			arr[s] = arr[k];
			arr[k] = temp;
		}
	}
}


int main()
{
	int n;
	int arr[100];
	cin >> n;
	for(int i = 1; i <= n; i++)	arr[i] = i;
	
	permute(arr,1,n);
	
	return 0;
}
 

一开始犯了个非常蠢的错误,代码如下:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int arr[100];//错误!!!!!!!!!!!!

void permute(int s,int t)
{
	if(s == t)
	{
		for(int i = 1; i <= t; i++)
		{
			if(i == t) cout << arr[i] << endl;
			else cout << arr[i] << " " ;
		}
	}else{
		for(int k = s; k <= t; k ++)
		{
			swap(s,k);
			permute(s + 1, t);
			swap(s,k);
		}
		
	}
}
void swap(int a, int b)
{
	int temp = arr[a];
	arr[a] = arr[b];
	arr[b] = temp;
}

int main()
{
	int n;
	cin >> n;
	for(int i = 1; i <= n; i++)	arr[i] = i;
	
	permute(1,n);
	
	return 0;
}
 

这里我用了个全局的数组,然后permute函数中不传入这个数组,相当于所有的递归函数都公用一个数组显然是不行的,因为如此一来,递归函数执行完后再交换的两个数不是原本的两个数了,而传入参数的方式的话就不会出错。好菜好菜

注:这种方法用for把所有的元素放到第一位,然后接着递归。。。
所以以4为例,会有1,2,3,4作为开头,再剩下的数里继续排开头的元素,显然不会得到字典序。

字典序排列

如果给出一个 n , 让你给出 1 到 n 的字典序全排列,该怎么做呢?
可以这么想:从第一个开始考虑,每个位置考虑完了才考虑下一个。往里从小到大放可选的数,但不能是前面选过的。
代码如下:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int arr[100];
int n;
void permute(int k);
int main()
{
	cin >> n;
	permute(1);	
	
} 

void permute(int k)
{
	if(k == n+1)
	{
		for(int i = 1; i <= n; i++) cout << arr[i] << " ";
		cout << endl;
	}else{
		for(int i = 1; i <= n; i++)
		{
			int flag = 1;
			for(int t = 1; t < k; t++)
				if(arr[t] == i)
				{
					flag = 0;
					break;
				}
			if(flag)
			{
				arr[k] = i;
				permute(k + 1);
			}
			
		}
	}
}

这里用全局的参数就无所谓了。

使用 C++ 实现全排列并显示排列总数,可以利用回溯法生成所有排列,同时统计排列的数量。回溯法通过递归的方式,不断尝试所有可能的元素排列。可以使用一个布尔数组来标记元素是否已经被使用,以避免重复使用同一个元素。 以下是使用 C++ 实现全排列并显示排列总数的代码: ```cpp #include <iostream> #include <vector> using namespace std; // 回溯函数,生成全排列 void backtrack(vector<int>& nums, vector<bool>& used, vector<int>& path, vector<vector<int>>& res) { if (path.size() == nums.size()) { res.push_back(path); // 保存当前排列 return; } for (int i = 0; i < nums.size(); ++i) { if (!used[i]) { // 选择未使用的元素 used[i] = true; path.push_back(nums[i]); backtrack(nums, used, path, res); // 递归 path.pop_back(); // 回溯 used[i] = false; } } } // 生成全排列并返回排列总数 int permute(vector<int>& nums, vector<vector<int>>& res) { vector<bool> used(nums.size(), false); vector<int> path; backtrack(nums, used, path, res); return res.size(); } int main() { vector<int> nums = {1, 2, 3}; vector<vector<int>> permutations; int count = permute(nums, permutations); // 输出所有排列 for (auto& p : permutations) { for (int num : p) { cout << num << " "; } cout << endl; } // 输出排列总数 cout << "Total permutations: " << count << endl; return 0; } ``` ### 代码解释: 1. **`backtrack` 函数**:该函数是回溯函数,用于生成全排列。它接受四个参数:`nums` 是输入的数组,`used` 是布尔数组,用于标记元素是否已经被使用,`path` 是当前的排列,`res` 是存储所有排列的二维向量。当 `path` 的长度等于 `nums` 的长度时,说明已经生成了一个完整的排列,将其添加到 `res` 中。否则,遍历 `nums` 数组,选择未使用的元素,标记为已使用,添加到 `path` 中,然后递归调用 `backtrack` 函数。递归返回后,进行回溯操作,将元素标记为未使用,并从 `path` 中移除。 2. **`permute` 函数**:该函数调用 `backtrack` 函数生成全排列,并返回排列的总数。 3. **`main` 函数**:定义输入数组 `nums`,调用 `permute` 函数生成全排列,并将结果存储在 `permutations` 中。输出所有排列和排列总数。 ### 复杂度分析: - **时间复杂度**:$O(n!)$,其中 $n$ 是数组的长度。因为生成全排列的数量是 $n!$,每个排列的生成需要 $O(n)$ 的时间。 - **空间复杂度**:$O(n)$,主要用于递归调用栈和标记数组。
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