组合和排列

组合:

定义:从m个不同的元素里,每次取出n个元素,不管以怎样的顺序并成一组,均称为组合。其所有不同组合的种数用符号C n(上标)m(下标)表示,C n(上标)m(下标)=m(m-1)…(m-n +1)=m!/(n!(m-n)!)。此外,规定C 0(上标)m(下标)=1。 C n(上标)m(下标)=C m-n(上标)m(下标);

 

 

排列:

  一般地,从n个不同元素中取出m(m≦n)个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从n个元素中取出m个元素的一个排列(Arrangement)。

  根据排列的定义,两个排列相同,当且仅当两个排列的元素完全相同,且元素的排列顺序也相同。例如,abc与abd的元素不完全相同,它们是不同的排列;又如abc与acb,虽然元素完全相同,但元素的排列顺序不同,它们也是不同的排列。

  从n个不同元素中取出m(m≦n)个元素的所有排列的个数,叫做从n个不同元素中取出m个元素的排列数,用符号Amn表示。

  排列数公式如图所示:

 

 

  n个不同元素全部取出的一个排列,叫做n个不同元素的一个全排列。这是在排列数公式中,m=n,即有:

  Ann=n·(n-1)·(n-2)········ 3·2·1

  就是说,n个不同元素全部取出的排列数,等于正整数1到n的连乘积。正整数一到n的连乘积,叫做n的阶乘,用n!表示。

  全排列公式

  Ann=n·(n-1)·(n-2)········ 3·2·1=n!,我们规定0!=1

 

### 组合排列的概念及主要差异 #### 排列的定义 排列是指从给定数量的对象中取出一定数量的对象并考虑其顺序的一种方式。如果从 \( n \) 个不同的元素中选取 \( r \) 个元素,则这 \( r \) 个元素的不同排列总数为: \[ P(n, r) = \frac{n!}{(n-r)!} \] 其中,\( ! \) 表示阶乘运算[^1]。 #### 组合的定义 组合是从给定数量的对象中选出若干对象而不考虑它们的顺序的方式。同样地,从 \( n \) 个不同的元素中选取 \( r \) 个元素,则这 \( r \) 个元素的不同组合总数为: \[ C(n, r) = \frac{P(n, r)}{r!} = \frac{n!}{r!(n-r)!} \] 这里可以看到,组合实际上是排列的一个子集,因为组合不关心所选元素的具体次序[^2]。 #### 主要差异 两者的根本区别在于是否关注被选择对象的顺序: - **排列**强调的是对象的选择及其特定的安排; - **组合**仅涉及对象的选择而忽略具体如何安排这些对象。 下面给出一个简单的例子来进一步解释这一概念上的差别。 假设有一组三个字母 A、B C,并希望从中挑选两个字母形成新的序列或集合。 ##### 对于排列的情况: 可能的结果有 AB、BA、AC、CA、BC CB 共计六个选项,这是因为每次不仅选择了哪两个字符还决定了这两个字符的位置关系。 ```python from itertools import permutations letters = ['A', 'B', 'C'] perm_result = list(permutations(letters, 2)) print(perm_result) ``` 上述代码展示了利用 Python 的 `itertools.permutations` 函数实现排列计算的过程[^3]。 ##### 对于组合的情况: 则只存在三种可能性即 {A,B}, {A,C} 及 {B,C} ,因为我们不再区分相同成员内部的不同位置情况。 ```python from itertools import combinations comb_result = list(combinations(letters, 2)) print(comb_result) ``` 此段脚本演示了借助 Python 中的 `itertools.combinations` 方法完成组合操作的方法[^4]。
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