什么是全排列
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。
时间复杂度
n个数(字符、对象)的全排列一共有n!种,所以全排列算法至少时间O(n!)的。如果要对全排列进行输出,那么输出的时间要O(n∗n!),因为每一个排列都有n个数据。所以实际上,全排列算法对大型的数据是无法处理的,而一般情况下也不会要求我们去遍历一个大型数据的全排列。
算法的实现思想
首先,明确一点,本算法使用递归实现的,所以要求对递归有所了解。
当我们要求一组字母的全排列,形如:
【A,B,C,D】
你会怎么做呢?我会这样做:
第一步:将【A,B,C,D】将中的任意一个元素取出;
第二步:从剩下的三个元素中再任意取出一个元素;
第三步:从剩下的两个元素中再任意取出一个元素;
第四步:取出最后一个元素;
这样就可以得到一个【A,B,C,D】排列了!效仿上面的四个步骤,只是不取重复的元素。就可以得到【A,B,C,D】所以的排列了吗?
以此类推,【A】,【A,B】,【A,B,C】,【A,B,C,D,E】,【A,B,C,D,E,...】的全排列也可以一一列出。
到目前为止,细心的你应该可以发现,【A】,【A,B】,【A,B,C】,【A,B,C,D】,【A,B,C,D,E】,【A,B,C,D,E,...】求全排列的方法都是一样的,只是在元素有所差异。所以在写算法时,我们只要写一个函数来求不同的全排列。
实现代码
public class Main { public static void main(String[] args) { DataContainer data = new DataContainer(new Character[]{'a', 'b', 'c', 'd'}); Stack
/** * * @author liutaigang * */class DataContainer { Inner[] inners; int effectSize;// 有效元素的个数 int actualSize;// 实际元素的个数 DataContainer(Object[] data) { int len = data.length; this.actualSize = len; this.effectSize = len; inners = new Inner[len]; for (int i = 0; i < len; i++) { inners[i] = new Inner(data[i], true); } } /** * @param index 索引 * @return 返回inners中指定的有效值,若无效就返回null */ Object getElement(int index){ if(inners[index].state == true){ inners[index].state = false;//取过就无效了 effectSize--; return inners[index].element; } return null; } boolean state(int index){ return inners[index].state; } /** * 将指定的元素恢复为有效状态 * @param index 索引 */ void recovery(int index){ if(inners[index].state == false){ effectSize++; inners[index].state = true; } } /** * 内部类 * @author liutaigang * */ class Inner { Object element;// 元素 boolean state;// 状态:有效——true,无效——false Inner(Object element, boolean state) { this.element = element; this.state = state; } }}
小小的拓展
当然,上述只是全排列的一种实现方法,甚至有些繁杂。仅仅是想为大家提供一种思路。还有一些关于全排列的blog,很值得参考:
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