java 全组合 与全排列

一、全组合

public static  void Combination( ) {
/*基本思路:求全组合,则假设原有元素n个,则最终组合结果是2^n个。原因是:
* 用位操作方法:假设元素原本有:a,b,c三个,则1表示取该元素,0表示不取。故去a则是001,取ab则是011.
* 所以一共三位,每个位上有两个选择0,1.所以是2^n个结果。
* 这些结果的位图值都是0,1,2....2^n。所以可以类似全真表一样,从值0到值2^n依次输出结果:即:
* 000,001,010,011,100,101,110,111 。对应输出组合结果为:
空,a, b ,ab,c,ac,bc,abc.
这个输出顺序刚好跟数字0~2^n结果递增顺序一样
取法的二进制数其实就是从0到2^n-1的十进制数
* ******************************************************************
* *
* */
String[] str = {"a" , "b" ,"c"};
int n = str.length; //元素个数。
//求出位图全组合的结果个数:2^n
int nbit = 1<<n; // “<<” 表示 左移:各二进位全部左移若干位,高位丢弃,低位补0。:即求出2^n=2Bit。
System.out.println("全组合结果个数为:"+nbit); for(int i=0 ;i<nbit ; i++) { //结果有nbit个。输出结果从数字小到大输出:即输出0,1,2,3,....2^n。
System.out.print("组合数值 "+i + " 对应编码为: ");
for(int j=0; j<n ; j++) { //每个数二进制最多可以左移n次,即遍历完所有可能的变化新二进制数值了
int tmp = 1<<j ;
if((tmp & i)!=0) { //& 表示与。两个位都为1时,结果才为1
System.out.print(str[j]);
}
}
System.out.println();
}
}
 运行流程:
举例:3个元素:a,b,c。所以有2^3=8个组合结果:所以i=0,1,2,....7.对应应输出 a,b,ab,c...abc  (注意a表示001,不是100.)
将i变成2进制:
i=1 = 001    i=2 =010 i=3=011

    (1)j=0 (1)j=0 (1)j=0
   移1位: 1<<j == 001 1<<j == 001 1<<j == 001
   和i=001相与,两个位都为1,返回1 与i无相同位 和i=001相与,两个位都为1,返回1
  输出:a 输出a (2) j=1 (2) j=1 (2) j=1
再移一位: 1<<j ==010 1<<j ==010    1<<j ==010
与i=001相与。无相同1 和i相与,两个位都为1,返回1 和i相与,两个位都为1,返回1
输出b 输出b (3) j=2 3) j=2 (3) j=2
移一位 1<<j ==100 1<<j ==100
与i无相同位 与i无相同位 与i无相同位 所以i=001, 只输出a. 所以i=010, 只输出b. 所以011,输出ab *************************************
* 可见上面每一个数字i,只会判断判断3次,因为只需要移三次位,二进制就遍历完了
* *************************************    

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另一个大同小异版本代码:
        public static void combination1() {
/*全组合:
* 思路是利用二进制的特性,每次加1即可遍历所有位的不同情况,很好理解
代码同上
*/
String arr[] = { "a", "b", "c"};
int all = arr.length;
int nbit = 1 << all;
for (int i = 0; i < nbit; i++) {
StringBuffer sb = new StringBuffer();
for (int j = 0; j < all; j++) {
if ((i & (1 << j)) != 0) {
sb.append(arr[j]);
}
}
System.out.println(sb);
}

二、全排列

递归:

* 从集合中依次选出每一个元素,作为排列的第一个元素,然后对剩余的元素进行全排列,如此递归处理,
* 从而得到所有元素的全排列。以对字符串abc进行全排列为例,我们可以这么做:以abc为例:
* 固定a,求后面bc的排列:abc,acb,求好后,a和b交换,得到bac
* 固定b,求后面ac的排列:bac,bca,求好后,c放到第一位置,得到cba
* 固定c,求后面ba的排列:cba,cab。
*
* 即递归树:
     str:   a      b        c
        ab ac    ba bc      ca cb
  result:  abc acb    bac bca        cab cba

public static void permutation1(String str ,String result ,int len){
/* 全排列 递归实现
递归树:
str: a b c
ab ac ba bc ca cb
result: abc acb bac bca cab cba
*/ //结果 开始传入"" 空字符进入 len 是这个数的长度
if(result.length()==len){ //表示遍历完了一个全排列结果
System.out.println(result);
}
else{
for(int i=0;i<str.length();i++){
if(result.indexOf(str.charAt(i))<0){ //返回指定字符在此字符串中第一次出现处的索引。
//System.out.println("字母:"+str.charAt(i));
permutation1(str, result+str.charAt(i), len);
}
}
}
}
public static void main(String args[]) throws Exception {
String s = "abc";
String result = "";
permutation1(s, result, s.length());
}

递归另一种写法:或者采用July的方法:

从集合中依次选出每一个元素,作为排列的第一个元素,然后对剩余的元素进行全排列,如此递归处理,
* 从而得到所有元素的全排列。以对字符串abc进行全排列为例,我们可以这么做:以abc为例:
* 固定a,求后面bc的排列:abc,acb,求好后,a和b交换,得到bac
* 固定b,求后面ac的排列:bac,bca,求好后,c放到第一位置,得到cba
* 固定c,求后面ba的排列:cba,cab。

public static void permutation(String[] str , int first,int end) {
//输出str[first..end]的所有排列方式
if(first == end) { //输出一个排列方式
for(int j=0; j<= end ;j++) {
System.out.print(str[j]);
}
System.out.println();
} for(int i = first; i <= end ; i++) {
swap(str, i, first);
permutation(str, first+1, end); //固定好当前一位,继续排列后面的
swap(str, i, first);
}
} private static void swap(String[] str, int i, int first) {
String tmp;
tmp = str[first];
str[first] = str[i];
str[i] = tmp;
}
·  public static void main(String args[]) throws Exception {
String[] str = {"a","b","c"};
permutation(str, 0, 2);    //输出str[0..2]的所有排列方式
} }

参考http://blog.csdn.net/morewindows/article/details/7370155 总结:

1.全排列就是从第一个数字起每个数分别与它后面的数字交换。

2.去重的全排列就是从第一个数字起每个数 分别与它后面非重复出现的数字交换。

3.全排列的非递归就是由后向前找替换数和替换点,然后由后向前找第一个比替换数大的数与替换数交换,最后颠倒替换点后的所有数据。

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