全排列(Perm)的递归实现算法

https://blog.csdn.net/zhi_jin/article/details/69267230

什么是全排列】

从n个不同元素中任取m(m≤n)个元素,按照一定的顺序排列起来,叫做从n个不同元素中取出m个元素的一个排列。当m=n时所有的排列情况叫全排列。用123来示例下,123的全排列有123、132、213、231、312、321这六种。

【题目】

设计一个递归算法生成n个元素{r1,r2,…,rn}的全排列。

【算法讲解】

设R={r1,r2,…,rn}是要进行排列的n个元素,Ri=R-{ri}。
集合X中元素的全排列记为perm(X)。
(ri)perm(X)表示在全排列perm(X)的每一个排列前加上前缀得到的排列。
R的全排列可归纳定义如下: 
当n=1时,perm(R)=(r),其中r是集合R中唯一的元素;
当n>1时,perm(R)由(r1)perm(R1),(r2)perm(R2),…,(rn)perm(Rn)构成。
实现思想: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。

【示例】

当n=3,并且E={a,b,c},则:
perm(E)=a.perm({b,c}) + b.perm({a,c}) + c.perm({a,b})
perm({b,c})=b.perm(c) + c.perm(b)
a.perm({b,c})=ab.perm(c) + ac.perm(b)=ab.c + ac.b=(abc, acb)


【递归实现】

123的全排列有123、132、213、231、312、321这六种。首先考虑123、213和321这三个数是如何得出的,是1与自身、2、3交换得到的;然后考虑123与132、213与231、312与321是如何得出的,即时第一个数字不变,第二个数和每三个数交换得到。找到这个规律后,递归的代码就很容易写出来了。

【c++代码实现】

    1. #include<iostream>
    2. #include<algorithm>
    3.  
    4. using namespace std;
    5.  
    6. template<class Type>
    7. void Perm(Type list[], int k, int m)
    8. { //产生[list[k:m]的所有排列
    9. if (k == m)
    10. {   //只剩下一个元素
    11. for (int i = 0; i <= m; i++)
    12. cout << list[i];
    13. cout << endl;
    14. }
    15. else  //还有多个元素待排列,递归产生排列
    16. for (int i = k; i <= m; i++)
    17. {
    18. swap( list[k], list[i]);
    19. Perm( list, k + 1, m);
    20. swap( list[k], list[i]);
    21. }
    22. }
    23.  
    24. int main()
    25. {
    26. char s[] = "abcd";
    27. Perm(s, 0, 3);
    28.  
    29. system( "pause");
    30. return 0;
    31. }

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