按照字典序输出自然数 1到 n 所有不重复的排列,即 n 的全排列,要求所产生的任一数字序列中不允许出现重复的数字。
一个整数 n。
由 1∼n组成的所有不重复的数字序列,每行一个序列。
每个数字保留 5个场宽。
3
1 2 3
1 3 2
2 1 3
2 3 1
3 1 2
3 2 1
1≤n≤9。
首先是朴素方法,因为n的范围不大,我们可以构造一个状态数组,用于标记1∼n的数字的选中状态。我们只要先选定第一个数,再选下一个,一直选到第n个数;尝试完一种方案的话再换一个数继续进行尝试,直到找出所有的排列组合来。
标记数组+回溯
#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
bool vis[10];//标记状态 数字是否的组合中
int rk[10];//存放组合好的数字
int n;//个数
void dfs(int d){//d-已挑选好的数字
if(d==n){//当已选好了n个数
for(int i=0;i<n;i++){//输出这个组合的n个数
printf("%5d",rk[i]);//注意场宽为5
}
printf("\n");
return ;
}
for(int i=1;i<=n;i++){//从1~n中寻找不在组合中的数
if(!vis[i]){//不在组合中
vis[i]=true;//标记
rk[d]=i;//将数字存入组合
dfs(d+1);//更改参数,递归调用,寻找下一个数
vis[i]=false;//回溯状态
}
}
}
int main(){
scanf("%d",&n);
dfs(0);//调用,从最开始一个数都没有开始
return 0;
}
对于数字来说首先它的个数不多,n最大到9,其次它的状态只有两种,选或者是没选。这时候,我们可以采用状态压缩的方式来解决这道问题。每个数选没选,我们用一个二进制的数来表达,1表示选了,0表示没选。以n为4为例,0000
到1111
的所有的四位二进制数,即可表达n个数的状态,再将这些数描述为十进制的数字就是
的数字。
需要用到的几个二进制操作
int lowbit(int x){
return x&(-x);
}
state=state|(1<<j);//将第j位改为1
state=state&(~(1<<j));//将第j位改为0
#include <iostream>
#include <cstdio>
using namespace std;
int rk[10];
int Log[1030];
int n;
int all;
int lowbit(int x){//得到x对应二进制的最低位的1及其后边所有的0构成的数值。
return x&(-x);
}
void dfs(int state,int d){
//state 0 ~ 2^9 表示状态 d-代表已经选了几个数
if(state==all){//全部选好
for(int i=0;i<d;i++){//输出选好的n个数
printf("%5d",rk[i]);
}
printf("\n");
return ;
}
//从没选的数中 挑选一个数
//为了方便处理 将没选过的二进制位翻转为1
int vis=all&~state;//与all 进行按位与 是为了仅将n位二进制进行处理,以免影响操作
while(vis){
int x=lowbit(vis);
rk[d]=Log[x]+1;//将选中的数字存入 数组中
dfs(state|x,d+1);
vis-=x;
}
}
int main(){
scanf("%d",&n);
all=(1<<n)-1;//全选的状态 二进制下是n位1
Log[1]=0;//预处理 Log[x] == log2(x)
for(int i=2;i<=all;i++){
Log[i]=Log[i/2]+1;
}
dfs(0,0);
return 0;
}
Q.E.D.