C++STL中全排列函数next_permutation
组合数学中经常用到排列,这里介绍一个计算序列全排列的函数:next_permutation(start,end),和prev_permutation(start,end)。这两个函数作用是一样的,区别就在于前者求的是当前排列的下一个排列,后一个求的是当前排列的上一个排列。至于这里的“前一个”和“后一个”,我们可以把它理解为序列的字典序的前后,严格来讲,就是对于当前序列pn,他的下一个序列pn+1满足:不存在另外的序列pm,使pn<pm<pn+1.
对于next_permutation函数,其函数原型为:
#include <algorithm>
bool next_permutation(iterator start,iterator end)
当当前序列不存在下一个排列时,函数返回false,否则返回true
我们来看下面这个例子:
#include <iostream> #include <algorithm> using namespace std; int main() { int num[3]={1,2,3}; do { cout<<num[0]<<" "<<num[1]<<" "<<num[2]<<endl; }while(next_permutation(num,num+3)); return 0; }
输出结果为:
当我们把while(next_permutation(num,num+3))中的3改为2时,输出就变为了:
由此可以看出,next_permutation(num,num+n)函数是对数组num中的前n个元素进行全排列,同时并改变num数组的值。
另外,需要强调的是,next_permutation()在使用前需要对欲排列数组按升序排序,否则只能找出该序列之后的全排列数。比如,如果数组num初始化为2,3,1,那么输出就变为了:
此外,next_permutation(node,node+n,cmp)可以对结构体num按照自定义的排序方式cmp进行排序。
注意:在输出全排列的时候使用的是do……while循环,如果只是用while循环(没有do)则会失去第一个输出,因此全排列输出一个使用的是do……while。
对于字符串的全排列如下:(注意字符串也是有先后顺序的,按字母表的顺序先后排列)
int main(){ string str="abc"; do{ for(int i=0;i<3;i++){ cout<<str[i]<<" "; } cout<<endl; }while(next_permutation(str.begin(),str.end())); return 0; }
如果上述中str="cba",那么最终的输出只有cba。
迭代器输出字符串:
#include<iostream> #include<algorithm> #include <iterator> #include<string> using namespace std; int main(){ string ::iterator i; //string类型的迭代器 string str="abc"; do{ for(i=str.begin();i<str.end();i++){ cout<<*i<<" "; } cout<<endl; }while(next_permutation(str.begin(),str.end())); return 0; }
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