全排列递归算法

全排列递归算法解析
本文详细介绍了全排列的概念及递归算法实现过程,并通过具体示例{1,2,3,4,5}
全排列是将一组数按一定顺序进行排列,如果这组数有n个,那么全排列数为n!个。现以{1, 2, 3, 4, 5}为
例说明如何编写全排列的递归算法。

1、首先看最后两个数4, 5。 它们的全排列为4 5和5 4, 即以4开头的5的全排列和以5开头的4的全排列。
由于一个数的全排列就是其本身,从而得到以上结果。
2、再看后三个数3, 4, 5。它们的全排列为3 4 5、3 5 4、 4 3 5、 4 5 3、 5 3 4、 5 4 3 六组数。
即以3开头的和4,5的全排列的组合、以4开头的和3,5的全排列的组合和以5开头的和3,4的全排列的组合.
从而可以推断,设一组数p = {r1, r2, r3, ... ,rn}, 全排列为perm(p),pn = p - {rn}。
因此perm(p) = r1perm(p1), r2perm(p2), r3perm(p3), ... , rnperm(pn)。当n = 1时perm(p} = r1。
为了更容易理解,将整组数中的所有的数分别与第一个数交换,这样就总是在处理后n-1个数的全排列。

算法如下:
#include <stdio.h>

int n = 0;

void swap(int *a, int *b)
{
int m;
m
= *a;
*a = *b;
*b = m;
}
void perm(int list[], int k, int m)
{
int i;
if(k > m)
{
for(i = 0; i <= m; i++)
printf(
"%d ", list[i]);
printf(
"\n");
n
++;
}
else
{
for(i = k; i <= m; i++)
{
swap(
&list[k], &list[i]);
perm(list, k
+ 1, m);
swap(
&list[k], &list[i]);
}
}
}
int main()
{
int list[] = {1, 2, 3, 4, 5};
perm(list,
0, 4);
printf(
"total:%d\n", n);
return 0;
}

以下为你展示Python实现全排列递归算法: 1. **第一种递归实现(通过输入列表生成全排列)** ```python lst = list(input()) lst.sort() n = len(lst) result = [0] * n used = [False] * n def permutation(i): if i == n: for x in result: print(x, end="") print("") return for k in range(n): if not used[k]: result[i] = lst[k] used[k] = True permutation(i + 1) used[k] = False permutation(0) ``` 此代码从用户输入获取列表,对其排序后,利用递归函数`permutation`生成全排列。`used`列表用于标记元素是否已被使用,`result`列表存储当前排列,当`i`等于列表长度时,输出当前排列,否则尝试将未使用元素加入排列并递归调用函数,之后回溯取消使用标记 [^4]。 2. **另一种递归实现思路(利用递归生成全排列)** ```python def permute(nums): result = [] def backtrack(path, used): if len(path) == len(nums): result.append(path[:]) return for i in range(len(nums)): if not used[i]: path.append(nums[i]) used[i] = True backtrack(path, used) used[i] = False path.pop() used = [False] * len(nums) backtrack([], used) return result nums = [1, 2, 3] print(permute(nums)) ``` 这段代码定义了`permute`函数,内部的`backtrack`函数是递归核心。`used`列表标记元素是否使用,`path`存储当前排列,当`path`长度等于输入列表长度时,将当前排列添加到结果列表,否则尝试将未使用元素加入`path`并递归调用`backtrack`,之后回溯取消使用标记并移除元素 [^3]。
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