在标准库算法中,next_permutation可以计算一组数据的全排列,下面是简单的剖析
首先查看STL中函数原型:
template <class BidirectionalIterator> bool next_permutation (BidirectionalIterator first, BidirectionalIterator last ); template <class BidirectionalIterator, class Compare> bool next_permutation (BidirectionalIterator first, BidirectionalIterator last, Compare comp);
两个重载函数。第二个带谓词参数comp,默认谓词函数为“”
下面为一个例子:
#include <iostream> #include <algorithm> using namespace std; typedef bool (*COMP)(int,int); bool Compare(int a,int b) { return !(a<b); } int main() { int a[] = {3,1,2}; COMP comp=Compare; do{ cout << a[0] << " " << a[1] << " " << a[2] << endl; }while (next_permutation(a,a+3,comp)); return 0; }
运行结果:
下图是在Linux下stl_algo.h中next_permutation的部分代码:
如果要比较的数列中只有一个元素的话返回直接false;否则使变量__i指数列的最后一个元素,进入循环 ;
从最右边边开始比较俩个相邻的元素,直到找到左边比右边小的那两个数,左边那个就是待交换的数
再从最右边开始,找比代替换的那个数大的第一个元素,然后交换这两个数,交换之后反转被替换元素之后的所有元素
原排列 中间转换 值
1,2,3,4 3,2,1 ((3 * (3) + 2) * (2) + 1) * (1) = 23
1,2,4,3 3,2,0 ((3 * (3) + 2) * (2) + 0) * (1) = 22
1,3,2,4 3,1,1 ((3 * (3) + 1) * (2) + 1) * (1) = 21
1,3,4,2 3,1,0 ((3 * (3) + 1) * (2) + 0) * (1) = 20
1,4,3,2 3,0,1 ((3 * (3) + 0) * (2) + 1) * (1) = 19
. . .
. . .
. . .
4,3,2,1 0,0,0 ((0 * (3) + 0) * (2) + 0) * (1) = 0
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上面的中间转换指的是:每一个数字后面比当前位数字大的数字的个数。比如:
1,3,4,2 中,1 后面有(3, 4, 2) 他们都大于1,所以第一位是 3
3 后面有(4, 2), 但只有4大于3,所以第二位是 1
4 后面有(2), 没有比4 大的,所以第三位是 0
最后一位后面肯定没有更大的,所以省略了一个0。
经过这种转换以后,就得到了一种表示方式(中间转换),这种表达方式和原排列一一对应,可以相互转化。
仔细观察这种中间表达方式,发现它的第一位只能是(0,1,2,3),第二位只能是(0,1,2),第三位只能是(0,1)。通常,数字是用十进制表示的,计算机中用二进制,但是现在,我用一种特殊的进制来表示数:
第一位用1进制,第二位用2进制,第三位用3进制
于是就得到了这种中间表示方式的十进制值。如:
阶
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1,1,0 ----> ((1 * (3) + 1) * (2) + 0) * (1) = 8
3,1,0 ----> ((3 * (3) + 1) * (2) + 0) * (1) = 20
这样,就可以得到一个十进制数和一个排列之间的一一对应的关系。
现在排列数和有序的十进制数有了一一对应的关系(通过改变对应关系,可以使十进制数升序)。
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