递归解决全排列生成算法

排列:从n个元素中任取m个元素,并按照一定的顺序进行排列,称为排列;
全排列:当n==m时,称为全排列;

比如:集合{ 1,2,3}的全排列为:
{ 1 2 3} 
{ 1 3 2 }
{ 2 1 3 }
{ 2 3 1 }
{ 3 2 1 }
{ 3 1 2 }

方法一:

我们可以将这个排列问题画成图形表示,即排列枚举树,比如下图为{1,2,3}的排列枚举树,此树和我们这里介绍的算法完全一致;



算法思路:
(1)n个元素的全排列=(n-1个元素的全排列)+(另一个元素作为前缀);
(2)出口:如果只有一个元素的全排列,则说明已经排完,则输出数组;
(3)不断将每个元素放作第一个元素,然后将这个元素作为前缀,并将其余元素继续全排列,等到出口,出口出去后还需要还原数组;


public class Test {
	public static int arr[] = new int[]{1,2,3};
	public static void main(String[] args) {
		perm(arr,0,arr.length-1);
	}
	private static void swap(int i1, int i2) {
		int temp = arr[i2];
		arr[i2] = arr[i1];
		arr[i1] = temp;
	}

	/**
	 * 对arr数组中的begin~end进行全排列
	 * 
	 * 比如:
	 * 	arr = {1,2,3}
	 *  第一步:执行 perm({1,2,3},0,2),begin=0,end=2;
	 *  	j=0,因此执行perm({1,2,3},1,2),begin=1,end=2;
	 *  		j=1,swap(arr,0,0)-->arr={1,2,3},  perm({1,2,3},2,2),begin=2,end=2;
	 *   			因为begin==end,因此输出数组{1,2,3}
	 *   		swap(arr,1,1) --> arr={1,2,3};
	 *   		j=2,swap(arr,1,2)-->arr={1,3,2},  perm({1,3,2},2,2),begin=2,end=2;
	 *   			因为begin==end,因此输出数组{1,3,2}
	 *   		swap(arr,2,1) --> arr={1,2,3};
	 *   	j=1,swap(arr,0,1) --> arr={2,1,3},	  perm({2,1,3},1,2),begin=1,end=2;
	 *   		j=1,swap(arr,1,1)-->arr={2,1,3}   perm({2,1,3},2,2),begin=2,end=2;
	 *   			因为begin==end,因此输出数组{2,1,3}
	 *   		swap(arr,1,1)--> arr={2,1,3};
	 *   		j=2,swap(arr,1,2)后 arr={2,3,1},并执行perm({2,3,1},2,2),begin=2,end=2;
	 *   			因为begin==end,因此输出数组{2,3,1}
	 *   		swap(arr,2,1) --> arr={2,1,3};
	 *   	swap(arr,1,0)  --> arr={1,2,3}
	 *   	j=2,swap(arr,2,0) --> arr={3,2,1},执行perm({3,2,1},1,2),begin=1,end=2;
	 *   		j=1,swap(arr,1,1) --> arr={3,2,1} , perm({3,2,1},2,2),begin=2,end=2;
	 *   			因为begin==end,因此输出数组{3,2,1}
	 *   		swap(arr,1,1) --> arr={3,2,1};
	 *   		j=2,swap(arr,2,1) --> arr={3,1,2},并执行perm({2,3,1},2,2),begin=2,end=2;
	 *   			因为begin==end,因此输出数组{3,1,2}
	 *   		swap(arr,2,1) --> arr={3,2,1};
	 *   	swap(arr,0,2) --> arr={1,2,3}
	 *   	
	 * @param arr
	 * @param begin 
	 * @param end
	 */
	public static void perm(int arr[], int begin,int end) {
		if(end==begin){			//一到递归的出口就输出数组,此数组为全排列
			for(int i=0;i<=end;i++){
				System.out.print(arr[i]+" ");
			}
			System.out.println();
			return;
		}
		else{
			for(int j=begin;j<=end;j++){	
				swap(begin,j);		//for循环将begin~end中的每个数放到begin位置中去
				perm(arr,begin+1,end);	//假设begin位置确定,那么对begin+1~end中的数继续递归
				swap(begin,j);		//换过去后再还原
			}
		}
	}
}


方法二:





public class Test2 {
	public static int arr[] = new int[]{0,0,0};
	public static void main(String[] args) {
		perm(3);
	}
	/**
	 * 数组变化过程:
	 * 3 0 0
	 * 3 2 0
	 * 3 2 1
	 * 3 2 0
	 * 3 0 0
	 * 3 0 2
	 * 3 1 2
	 * 3 0 2
	 * 3 0 0
	 * 0 0 0
	 * 0 3 0
	 * 2 3 0
	 * 2 3 1
	 * 2 3 0
	 * 0 3 0
	 * 0 3 2
	 * 1 3 2
	 * 0 3 2
	 * 0 3 0
	 * 0 0 0
	 * 0 0 3
	 * 2 0 3
	 * 2 1 3
	 * 2 0 3
	 * 0 0 3
	 * 0 2 3
	 * 1 2 3
	 * 0 2 3
	 * 0 0 3
	 * 0 0 0
	 * @param m
	 */
	private static void perm(int m) {
		if(m==0){
			for(int i=0;i



参考文献:
1.全排列的递归算法实现    李盘荣
2.全排列递归算法在算法教学中的重要性   吴素萍
3.排序算法与全排列生成算法研究  陈卫东, 鲍苏苏

论文下载地址:http://yunpan.cn/lk/05qsom5mle

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