全排列问题

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。 
例如:
1 、2 、3三个元素的全排列为:
{1,2,3},{1,3,2},{2,1,3},{2,3,1},{3,1,2},{3,2,1}。

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。
很明显全排列问题具有递归结构。
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。

实现

1、首先要写一个交换函数swap,实现将数组中两个元素交换位置
    /**
     * 交换函数,将数组中元素交换
     * @param s
     * @param i
     * @param j
     */
    public static void swap(int[] s,int i,int j) {
        int temp = s[j];
        s[j] = s[i];
        s[i] = temp;
    }
2、核心递归算法代码
    /**
     * 核心代码
     * @param s
     * @param start
     * @param end
     */
    public static void Perm(int[] s,int start,int end) {
        if(start == end) {
            for(int i = 0;i<=end; i++) {
                System.out.print(s[i] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
        for(int i = start;i<=end;i++) {
            swap(s,start,i);
            Perm(s,start+1,end);
            swap(s,start,i);//
        }
    }
3、在main函数中写int[] s = {1,2,3};  Perm(s,0,2);这两行代码,可以将1,2,3的全排列显示出来:

全排列问题_第1张图片

改进

这个方法存在一个问题,如果原数组中存在两个或以上的元素相等的话,输出会有重复结果,所以这里对函数添加一下判断条件:
/**
     * 核心代码
     * @param s
     * @param start
     * @param end
     */
    public static void Perm(int[] s,int start,int end) {
        if(start == end) {
            for(int i = 0;i<=end; i++) {
                System.out.print(s[i] + " ");
            }
            System.out.println();
        }
        for(int i = start;i<=end;i++) {
            //添加判断条件
            if(i == start || s[i] != s[start]) {
                swap(s,start,i);
                Perm(s,start+1,end);
                swap(s,start,i);    
            }

        }
    }
输出:

全排列问题_第2张图片

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