全组合

作者: yuanxiaolan | 来源:发表于2017-06-21 14:05 被阅读0次

    第一种方法:
    /*

    • 全组合
    • 排列组合算法用途广泛, 需要掌握, 为降低门槛, 本文主要关注算法的逻辑和简易性, 未重视算法效率. 结合网络书本上的实现和自己的需求, 这里列有四个目标:
    1. 所有元素的全排列: ab的全排列是ab, ba(顺序相关);
    2. 所有元素的全组合: ab的全组合是a, b, ab(顺序无关);
    3. 求n个元素中选取m个元素的组合方式有哪些: abc中选2个元素的组合是ab, ac, bc;
    4. 求n个元素中选取m个元素的排列方式有哪些: abc中选2个元素的排列是ab, ba, ac, ca, bc, cb;

    可以发现, 求n个元素中选取m个元素的排列方式其实是在求出n个元素中选取m个元素的组合方式后, 对每个组合组成的元素集(数组)做全排列
    */

    public class Combination {
        public static void Combinationg(char[] c){
            char[] subchars = new char[c.length]; //存储子组合数据的数组
            //全组合问题就是所有元素(记为n)中选1个元素的组合, 加上选2个元素的组合...加上选n个元素的组合的和
            for (int i = 1; i <=c.length; i++) {
                combination(c, c.length, i, subchars, i);
            }
        }
        /**
         *  n个元素选m个元素的组合问题的实现. 原理如下:
         *  从后往前选取, 选定位置i后, 再在前i-1个里面选取m-1个.
         *  如: 1, 2, 3, 4, 5 中选取3个元素.
         *  1) 选取5后, 再在前4个里面选取2个, 而前4个里面选取2个又是一个子问题, 递归即可;
         *  2) 如果不包含5, 直接选定4, 那么再在前3个里面选取2个, 而前三个里面选取2个又是一个子问题, 递归即可;
         *  3) 如果也不包含4, 直接选取3, 那么再在前2个里面选取2个, 刚好只有两个.
         *  纵向看, 1与2与3刚好是一个for循环, 初值为5, 终值为m.
         *  横向看, 该问题为一个前i-1个中选m-1的递归.
         */
        public static void combination(char[] c, int n, int m, char[] subchars,int subn) {//从n个数里面选m个
            if (m == 0) { //出口
                for (int i = 0; i < subn; ++i) {
                    System.out.print(subchars[i]);
                }
                System.out.println();
            } else {
                for (int i = n; i >= m; --i) { // 从后往前依次选定一个
                    subchars[m - 1] = c[i - 1]; // 选定一个后
                    combination(c, i - 1, m - 1, subchars, subn); // 从前i-1个里面选取m-1个进行递归
                }
            }
        }
        public static void main(String[] args){
            char[] c={'a','b','c'};
            Combinationg(c);
        }   
    }
    

    第二种方法:

    • 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....2n。所以可以类似全真表一样,从值0到值2n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
    public static void arranges(char[] c){
    int n=c.length;
    int nbit=1<<n;
    for(int i=1;i<nbit;i++){
        System.out.println("组合数值"+i+"对应编码为:");
        for(int j=0;j<n;j++){
            int temp=1<<j;
            if((temp&i)!=0){
                System.out.print(c[j]);
            }
        }
        System.out.println();
    }
    }
    

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