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题目描述:输入一个字符串,打印出该字符串中字符的所有排列,例如输入"abc",输出"abc","acb","bac","bca","cab","cba"
解法一:递归实现
类似于图的深度遍历搜索求全路径的算法,每次交换两个数,并输出,按照递归的方法,如求abcd的全排序,1:先求abcd后面的bcd全排列(同样先求b后面cd的全排列,然后b与后面的元素依次交换);2:求ab交换后的bacd后面的acd全排列(同样先求a后面cd的全排列,然后a与后面的元素依次交换);3:先ac交换后的cbad后面的bad全排列(同样先求b后面ad的全排列,然后b与后面的元素依次交换);4:求ad交换后的dbca后面的bca全排列(同样先求b后面ca的全排列,然后b与后面的元素依次交换)。
时间复杂度为O(n!)。
#include <iostream> #include <string> using namespace std; void AllPermutation(string &str, int start, int end){ if(start == end){ cout << str << endl; return; } int i; for(i = start; i <= end; i++){ swap(str[start], str[i]); AllPermutation(str, start+1, end); swap(str[start], str[i]); } } int main(){ string str; while(cin >> str){ if(str.size() == 0)//字符串长度为0直接返回 break; AllPermutation(str, 0, str.size()-1); } return 0; }解法二:按字典序排列
#include <iostream> #include <string> #include <algorithm> using namespace std; void AllPermutation(char *str, int num){ int i, j; //输出当前序列 for(i = 0; i < num; ++i) cout << str[i]; cout << endl; //寻找下一字典序序列 //寻找i for(i = num-2; i >= 0; --i) if(str[i] < str[i+1]) break; //递归结束条件:跳出递归,说明此时str中字符串完全降序 if(i < 0) return; //寻找j for(j = num-1; j >= i+1; --j) if(str[j] > str[i]) break; //交换i,j所对应元素,并将下标i后面的字符串逆置 swap(str[i], str[j]); reverse(str+i+1, str+num); //和sort函数一样为标准函数模板调用 AllPermutation(str, num); } int main(){ char str[110]; while(cin >> str){ int num = 0; while(str[num]) ++num; //注意别写成while(str[num++]); if(num == 0)//字符串长度为0直接返回 break; sort(str, str+num);//注意要先排序 AllPermutation(str, num); } return 0; }
举一反三:
1,字典序的所有排列:已知输入字符串的各个字符是不同的,按照字典序输出它的所有组合。如输入aa,则输出aa,ab,ba,bb。#include <iostream> #include <string> #include <algorithm> using namespace std; int j; char str[110], ans[110]; void Access(int cur, int num){ while(ans[cur] == str[num-1]){ ans[cur] = str[0]; --cur; } int i; for(i = 0; i < num; i++) if(ans[cur] == str[i]) break; ans[cur] = str[i+1]; j = 0; } void AllPermutation(int num){ int i; //先输出当前字符串 for(i = 0; i < num; ++i) cout << ans[i]; cout << endl; //临界条件 int flag = 0; for(i = 0; i < num; ++i) if(ans[i] != str[num-1]) flag = 1; if(!flag) return; //交换ans[num-1],str[j] if(ans[num-1] < str[num-1]) ans[num-1] = str[j]; else Access(num-1, num); ++j; if(j == num) j = 0; AllPermutation(num); } int main(){ while(cin >> str){ int num = 0; while(str[num]) ++num; //注意别写成while(str[num++]); if(num == 0)//字符串长度为0直接返回 break; sort(str, str+num); int i; for(i = 0; i < num; ++i) ans[i] = str[0]; j = 1; AllPermutation(num); } return 0; }
2,字符的所有组合:如输入“abc”,输出"a","b","c","ab","ac","bc","abc"。
解法一:我们要分开求长度为1的组合,长度为2的组合,...,长度为n的组合。先考虑其中一种情况,如长度为k时的情况,这个时候我们又可以分为两种情况进行考虑:#include <iostream> #include <vector> using namespace std; vector<char> result; int num; void Combination(char *str, int pos, int k){ if(pos == num && k != 0)//有两种返回条件:临界条件 return; if(k == 0){ vector<char>::iterator iter = result.begin(); for( ; iter < result.end(); ++iter) cout << *iter; cout << endl; return; //此时也需返回,否则str[pos]=str[num]可能未定义 } result.push_back(str[pos]); Combination(str, pos+1, k-1); //从字符串下标pos+1起的后面选择剩余的k-1个字符 result.pop_back(); Combination(str, pos+1, k); //从字符串下标pos+1起的后面选择剩余的k个字符 } int main(){ char str[110]; while(cin >> str){ num = 0; while(str[num]) num++; if(num == 0) break; int i; for(i = 1; i <= num; ++i) Combination(str, 0, i); } return 0; }解法二:以abc为例,若三个字符a,b,c分别对应一个二进制数的第0,1,2位,则可用二进制001代表"a",二进制010代表"b",二进制011代表"ab",二进制100代表"c",...111代表"abc",换句话说,1~7中的任何一个数字正好对应原字符串的一个组合。
#include <iostream> #include <cmath> using namespace std; void Combination(char *str, int n){ int num = (int)pow(2.0, n) - 1; int i, j; for(i = 1; i <= num; ++i){ for(j = 0; j < n; j++){ if(i & (1 << j)) //注意:&是按位与,&&是逻辑与(整体逻辑判断) cout << str[j]; } cout << endl; } } int main(){ char str[110]; while(cin >> str){ int n = strlen(str); Combination(str, n); } return 0; }
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1,求正方体对面顶点和相等数组:输入一个含有8个数字的数组分别置于正方体的8个顶点上,使得正方体三组相对的面上的4个顶点和都相等,即:#include <iostream> using namespace std; bool IsEqual(int nums[]){ int sum1 = nums[0] + nums[1] + nums[2] + nums[3]; int sum2 = nums[4] + nums[5] + nums[6] + nums[7]; int sum3 = nums[0] + nums[2] + nums[4] + nums[6]; int sum4 = nums[1] + nums[3] + nums[5] + nums[7]; int sum5 = nums[0] + nums[1] + nums[4] + nums[5]; int sum6 = nums[2] + nums[3] + nums[6] + nums[7]; if(sum1 == sum2 && sum3 == sum4 && sum5 == sum6) return true; else return false; } void AllPermutation(int *nums, int start, int end){ if(start == end){ if(IsEqual(nums)){ int i; for(i = 0; i <= end; ++i) cout << nums[i] << " "; cout << endl; } return; } int i; for(i = start; i <= end; i++){ swap(nums[start], nums[i]); AllPermutation(nums, start+1, end); swap(nums[start], nums[i]); } } int main(){ int nums[110], n; while(cin >> nums[0]){ //输入8个数表示正方体的8个顶点 int i; for(i = 1; i <= 7; ++i) cin >> nums[i]; AllPermutation(nums, 0, 7); } return 0; }2,八皇后问题
#include <iostream> #include <string> using namespace std; bool IsNoDiag(int *nums){ int i, j; for(int i = 0; i < 8; i++){ for(int j = i + 1; j < 8; j++){ if(i - j == nums[i] - nums[j] || i - j == nums[j] - nums[i]) return false; } } return true;; } void AllPermutation(int *nums, int start, int end){ //临界条件 if(start == end){ if(IsNoDiag(nums)){ int i; for(i = 0; i <= end; ++i) cout << "(" << i << ", " << nums[i] << ")" << " "; cout << endl; } return; } //下次递归 int i; for(i = start; i <= end; ++i){ swap(nums[start], nums[i]); AllPermutation(nums, start+1, end); swap(nums[start], nums[i]); } } int main(){ int nums[8] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}; AllPermutation(nums, 0, 7); }
《编程之法》1.3字符串的全排列,组合,重复排列,八皇后问题
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