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秒杀排列组合(上)————组合篇

2013-01-02 
秒杀排列组合(下)————组合篇首先为什么要写排列组合?因为排列组合在数学中占有重要的地位,其与概率论也有

秒杀排列组合(下)————组合篇

首先为什么要写排列组合?因为排列组合在数学中占有重要的地位,其与概率论也有密切关系;并且排列组合问题在求职的笔试,面试出现的概率特别高,而我在网上又没有搜到比较全面题型的文章;同时,我觉得编写排列组合程序对学习递归也是很有帮助的;当然,最重要的原因是排列组合本身就很有趣!所以就总结下排列组合的各种问法,分两篇写:上篇排列下篇组合



组合篇

排列篇地址:http://blog.csdn.net/nash_/article/details/8351611


首先从各大IT公司的题中总结出排列组合的对象都是整形数组或字符数组,而且绝大部分组合问题都是无重复数字或者字符的;所以组合问题可以按输入数据分为两大类:输入数据有重复和无重复,又可以按输出数据分为两大类:输出数据有重复和无重复。


由于侧重点在输入数据无重复,所以先看输入数据无重复类型:


1. 从数组a中,取出n个数的所有组合(不可重复取)

如a={1,2,3}。当n=2时候的所有组合数为12,13,23

算法思想:按递增顺序输出,如12,13,14,15.....23.24.25........34,35.............用一个变量begin遍历的第一个数

代码清单:

public class ZuHe {public void combine(int m, int n) {if(m < 1 || n < 1)return;if(n > m)//如果n>m,把n>m的数去掉n = m;boolean[] b = new boolean[n+1];//保存是否装包getCombination(m, n, b);}public void getCombination(int m, int n, boolean[] b){if(m < 1 || n < 1)//递归出口return;if(m == n){//输出组合b[n] = true;for(int i = 1; i < b.length; i++){if(b[i] == true)System.out.print(i + " ");}System.out.println();b[n] = false;}b[n] = true;//装包getCombination(m-n, n-1, b);b[n] = false;//不装包getCombination(m, n-1, b);}public static void main(String[] args){ZuHe robot = new ZuHe();int[] a = {1,2,3,4};int n = 3;robot.combine(10,12);}}


4.输入两个整数 n 和 m,从数列1,2,3.......n 中 随意取几个数,使其和等于 m ,要求将其中所有的可能组合列出来(可重复取)

如m =3,n=2 输出111,12

算法思想:由于组合元素个数未知,所以改用集合存储,使集合内元素有序为了去重,当m=0时候输出结果。

代码清单:

public class ZuHe {public void combine(int m, int n) {if(m < 1 || n < 1)return;int[] b = new int[n];getCombination(m, n, b, 0, 1);}private void getCombination(int m, int n,int b[], int index,int begin) {// TODO Auto-generated method stubif(n == 0 && m == 0){for(int i = 0; i < b.length; i++)System.out.print(b[i] + " ");System.out.println();}if(n == 0)return;for(int i = begin; i <= m; i++){b[index] = i;getCombination(m-i,n-1,b ,index+1,i);}}public static void main(String[] args){ZuHe robot = new ZuHe();robot.combine(5,3);}}


6.求将m分解成n个正整数相加之和的所有组合(不可重复取)

如m=6,n=3 输出123

算法思想:按递增序列递归求解,如果 n==0 && m==0 输出结果,如果n==0,m!=0,返回,将递归调用设置成i+1

代码清单:

public class ZuHe {public void combine(int m, int n) {if(m < 1 || n < 1)return;int[] b = new int[n];getCombination(m, n, b, 0, 1);}private void getCombination(int m, int n,int b[], int index,int begin) {// TODO Auto-generated method stubif(n == 0 && m == 0){for(int i = 0; i < b.length; i++)System.out.print(b[i] + " ");System.out.println();}if(n == 0)return;for(int i = begin; i <= m; i++){b[index] = i;getCombination(m-i,n-1,b ,index+1,i+1);}}public static void main(String[] args){ZuHe robot = new ZuHe();robot.combine(5,3);}}


7.求将m分解成任意个正整数相加之和的所有组合

如m=3 输出111,12,3

算法思想(与算法4相同):由于组合元素个数未知,所以改用集合存储,使集合内元素有序为了去重,当m=0时候输出结果

代码清单:

public class ZuHe {public void combine(int[] a) {if(null == a || a.length == 0)return;int[] b = new int[a.length];getCombination(a, 0, b, 0);}private void getCombination(int[] a, int begin, int b[], int index) {if(index >= a.length)return;for(int i = begin; i < a.length; i++){b[index] = a[i];printArray(b,index);getCombination(a, i+1, b, index+1);}}private void printArray(int[] b, int index) {for(int i = 0; i < index+1; i++){System.out.print(b[i] + " ");}System.out.println();}public static void main(String[] args){ZuHe robot = new ZuHe();int[] a = {1,2,3};robot.combine(a);}}


9.输出数组a的所有组合(可重复取)

如a={1,2}输出1,11,12,2,22

算法思想:我们把输出顺序重新排列:1,12,123,13,2,23,3可以看出规律以1开头加上以非1开头的所有组合就构成了以1开头的所有组合,2,3同理,用一个参数index控制输出范围,去掉begin参数,保持序列递增有序。

代码清单:

public class ZuHe {public void combine(int[] a) {if(null == a || a.length == 0)return;int[] b = new int[a.length];getCombination(a,  b, 0);}private void getCombination(int[] a, int b[], int index) {if(index >= a.length)return;for(int i = 0; i < a.length; i++){if(index == 0 || a[i] >= b[index-1]){b[index] = a[i];printArray(b,index);getCombination(a,  b, index+1);}}}private void printArray(int[] b, int index) {for(int i = 0; i < index+1; i++){System.out.print(b[i] + " ");}System.out.println();}public static void main(String[] args){ZuHe robot = new ZuHe();int[] a = {1,2,3};robot.combine(a);}}


输入数据有重复类型:

这类如a={1,3,2,3},这种问题相对较少,博主可以没有什么特别好的想法,只想到了两种通用的思路:

思路一:每次添加一个序列时,判断此序列是否已添加过。

思路二:添加所有的序列,最后去重。

两种思路解法差不多,但由于判断的是一个序列存不存在,所以不能直接用Hash,博主按思路一写了一题的解法供参考:

题目:输出数组a的所有数的所有组合

如a={1,2,2}输出111,112,122,222

算法思想:在判断序列是否已添加之前,排序该序列,再验证;如果不存在,拷贝该序列添加到集合中。

代码清单:

import java.util.ArrayList;import java.util.Collections;import java.util.Comparator;import java.util.List;public class ZuHe {/*保存序列集合*/ArrayList<List<Integer>> _arr = new ArrayList<List<Integer>>();public void combine(int[] a) {if(null == a || a.length == 0)return;List<Integer> b = new ArrayList<Integer>();//序列存储空间getCombination(a,b);printArr();//输出所有组合}public void getCombination(int[] a, List<Integer> b){if(a.length == b.size()){/*自定义按List中升序排序*/Collections.sort(b, new Comparator() {public int compare(Object o1, Object o2) {return (Integer)o1 - (Integer)o2;}    });if(!haveArray(b)){//如果序列b不存在/*拷贝一个序列b*/List<Integer> new_list = new ArrayList<Integer>();for(int i = 0; i < b.size(); i++){new_list.add(b.get(i));}_arr.add(new_list);//加入集合中}return;}for(int i = 0; i < a.length; i++){Integer num = a[i];b.add(num);getCombination(a, b);b.remove(num);}}private boolean haveArray(List<Integer> b) {for(int i = 0; i < _arr.size(); i++){List<Integer> temp = _arr.get(i);int j;for(j = 0; j < temp.size(); j++){if(temp.get(j) != b.get(j))break;}if(j >= temp.size())return true;}return false;}public void printArr(){for(int i = 0; i < _arr.size(); i++){List<Integer> temp = _arr.get(i);for(int j = 0; j < temp.size(); j++)System.out.print(temp.get(j) + " ");System.out.println();}}public static void main(String[] args){ZuHe robot = new ZuHe();int[] a = {1,2,2};robot.combine(a);}}


以上组合问题如果您有好的建议或者有其他的组合问题,请您留言,谢谢!


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1楼zttbill昨天 23:00
一个n个元素集合的组合数的总数就是2的n次方,每一个元素都有选到和不选到两种可能那么,我们就可以联想到二进制编码,只要从1到2的n次方的每个十进制数转化为二进制数组,然后对每个二进制数组进行查询数组中对应元素为1则选中集合中对应的元素。利用此方法,如果我们细心点的话,把编码改成格雷码等 会有意想不到的的结果,也方便管理 组合的输出顺序

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