定义:
康托展开是一个全排列到一个自然数的双射,常用于构建哈希表时的空间压缩。 康托展开的实质是计算当前排列在所有由小到大全排列中的名次,因此是可逆的。
原理介绍
X = A[0] * (n-1)! + A[1] * (n-2)! + … + A[n-1] * 0!
-
A[i] 指的是位于位置i后面的数小于A[i]值的个数,后面乘的就是后面还有多少个数的阶乘
-
说明 :这个算出来的数康拖展开值,是在所有排列次序 - 1的值,因此X+1即为在全排列中的次序
例 :
在(1,2,3,4,5)5个数的排列组合中,计算 43152的康托展开值。
带入上面的公式
- X = 3 * 4! + 2 * 3! + 0 * 2! + 1 * 1! + 0 * 0!
=>X = 85
康拓展开代码:
//返回数组a中当下顺序的康拖映射
int cantor(int *a,int n)
{
int ans=0;
for(int i=0;i
康拓逆展开
列 :
在(1,2,3,4,5) 给出61可以算出起排列组合为43152
具体过程如下:
用 85 / 4! = 3余13,说明 ,说明比首位小的数有3个,所以首位为4。
用 13 / 3! = 2余1,说明 ,说明在第二位之后小于第二位的数有2个,所以第二位为3。
用 1 / 2! = 0余1,说明 ,说明在第三位之后没有小于第三位的数,所以第三位为1。
用 1 / 1! = 1余0,说明 ,说明在第二位之后小于第四位的数有1个,所以第四位为5。
代码如下:
static const int FAC[] = {1, 1, 2, 6, 24, 120, 720, 5040, 40320, 362880}; // 阶乘
//康托展开逆运算
void decantor(int x, int n)
{
vector v; // 存放当前可选数
vector a; // 所求排列组合
for(int i=1;i<=n;i++)
v.push_back(i);
x = x - 1;
for(int i=m;i>=1;i--)
{
int r = x % FAC[i-1];
int t = x / FAC[i-1];
x = r;
sort(v.begin(),v.end());// 从小到大排序
a.push_back(v[t]); // 剩余数里第t+1个数为当前位
v.erase(v.begin()+t); // 移除选做当前位的数
}
}
leetcode 60
题目:
给出集合 [1,2,3,…,n],其所有元素共有 n! 种排列。
按大小顺序列出所有排列情况,并一一标记,当 n = 3 时, 所有排列如下:
"123"
"132"
"213"
"231"
"312"
"321"
给定 n 和 k,返回第 k 个排列。
说明:
给定 n 的范围是 [1, 9]。
给定 k 的范围是[1, n!]。
示例 1:
输入: n = 3, k = 3
输出: "213"
示例 2:
输入: n = 4, k = 9
输出: "2314"
class Solution{
public:
string getPermutation(int n, int k)
{
int FAC[] = {1, 1, 2, 6, 24, 120, 720, 5040, 40320, 362880};
string s;
vector v;
for(int i = 1; i <= n; i++)
{
v.push_back(i);
}
k--;
for(int i = n; i > 0; i--)
{
int r = k % FAC[i - 1];
int t = k / FAC[i - 1];
k = r;
sort(v.begin(), v.end());// 从小到大排序
s += to_string(v[t]); // 剩余数里第t+1个数为当前位
v.erase(v.begin() + t);
}
return s;
}
};