• next_permutation函数的使用


    在网络上发现了好多篇类似的文章,下面给出链接:

    首先,我要声明一点,现在的NOI/NOIP可以用STL模板,也就意味着我们可以用next_permutation来生成全排列。

    1、http://www.slyar.com/blog/stl_next_permutation.html

    下午研究了一下全排列算法,然后发现C++的STL有一个函数可以方便地生成全排列,这就是next_permutation

    在C++ Reference中查看了一下next_permutation的函数声明:

    #include <algorithm>
    bool next_permutation( iterator start, iterator end );

    The next_permutation() function attempts to transform the given range of elements [start,end) into the next lexicographically greater permutation of elements. If it succeeds, it returns true, otherwise, it returns false.

    从说明中可以看到 next_permutation 的返回值是布尔类型。按照提示写了一个标准C++程序:

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    #include <iostream>
    #include <algorithm>
    #include <string>
     
    using namespace std;
     
    int main()
    {
        string str;
        cin >> str;
        sort(str.begin(), str.end());
        cout << str << endl;
        while (next_permutation(str.begin(), str.end()))
        {
            cout << str << endl;
        }
        return 0;
    }

    其中还用到了 sort 函数和 string.begin()、string.end() ,函数声明如下:

    #include <algorithm>
    void sort( iterator start, iterator end );

    sort函数可以使用NlogN的复杂度对参数范围内的数据进行排序。

    #include <string>
    iterator begin();
    const_iterator begin() const;

    #include <string>
    iterator end();
    const_iterator end() const;

    string.begin()和string.end() 可以快速访问到字符串的首字符和尾字符。

    在使用大数据测试的时候,发现标准C++的效率很差...换成C函数写一下,效率提升了不止一倍...

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    #include <cstdio>
    #include <algorithm>
    #include <cstring>
    #define MAX 100
     
    using namespace std;
     
    int main()
    {
        int length;
        char str[MAX];
        gets(str);
        length = strlen(str);
        sort(str, str + length);
        puts(str);
        while (next_permutation(str, str + length))
        {
            puts(str);
        }
        return 0;
    }

    2、http://www.cnblogs.com/qsort/archive/2011/08/11/2134338.html

    How to systematically generate all the permutations of a given sequence?

    see http://en.wikipedia.org/wiki/Next_permutation

    1, Find the largest index k such that a[k] < a[k + 1]. If no such index exists, the permutation is the last permutation.

    2, Find the largest index l such that a[k] < a[l]. Since k+1 is such an index, l is well defined and satisfies k < l.

    3, Swap a[k] with a[l].

    4, Reverse the sequence from a[k+1] up to and including the last element a[n].

    第一步以后,a[k]以后的是一个递减序列,已经是最大的了,再折腾也没用;

    第二步,如果带上a[k],那么lexicographical order的下一个一定是以比a[k]大的一个数打头的,从后面找到刚好比a[k]大的那一个,假设是a[l];

    第三步,将a[l]提到前面,与a[k]互换,这时候,a[k]后面的仍然是降序的。

    第四步,把a[k]后面的逆转一下,从降序到升序,这样就得到了恰好比之前序列大一号的序列(打头的是刚好更大的那个,后面的是升序)。

    3、http://blog.csdn.net/aipb2008/article/details/2227490

    在标准库算法中,next_permutation应用在数列操作上比较广泛.这个函数可以计算一组数据的全排列.但是怎么用,原理如何,我做了简单的剖析.

    首先查看stl中相关信息.
    函数原型:

    template<class BidirectionalIterator>
       bool next_permutation(
          BidirectionalIterator _First
          BidirectionalIterator _Last
       );
    template<class BidirectionalIterator, class BinaryPredicate>
       bool next_permutation(
          BidirectionalIterator _First, 
          BidirectionalIterator _Last,
          BinaryPredicate _Comp
       );


    两个重载函数,第二个带谓词参数_Comp,其中只带两个参数的版本,默认谓词函数为"小于".

    返回值:bool类型

    分析next_permutation函数执行过程:

    假设数列 d1,d2,d3,d4……

    范围由[first,last)标记,调用next_permutation使数列逐次增大,这个递增过程按照字典序。例如,在字母表中,abcd的下一单词排列为abdc,但是,有一关键点,如何确定这个下一排列为字典序中的next,而不是next->next->next……

    若当前调用排列到达最大字典序,比如dcba,就返回false,同时重新设置该排列为最小字典序。

    返回为true表示生成下一排列成功。下面着重分析此过程:

    根据标记从后往前比较相邻两数据,若前者小于(默认为小于)后者,标志前者为X1(位置PX)表示将被替换,再次重后往前搜索第一个不小于X1的数据,标记为X2。交换X1,X2,然后把[PX+1,last)标记范围置逆。完成。

    要点:为什么这样就可以保证得到的为最小递增。

    从位置first开始原数列与新数列不同的数据位置是PX,并且新数据为X2。[PX+1,last)总是递减的,[first,PX)没有改变,因为X2>X1,所以不管X2后面怎样排列都比原数列大,反转[PX+1,last)使此子数列(递增)为最小。从而保证的新数列为原数列的字典序排列next。

    明白了这个原理后,看下面例子:

    int main(){
     int a[] = {3,1,2};
    do{
         cout << a[0] << " " << a[1] << " " << a[2] << endl;
    }
     while (next_permutation(a,a+3));
     return 0;
    }

    输出:312/321         因为原数列不是从最小字典排列开始。

    所以要想得到所有全排列

     int a[] = {3,1,2};   change to  int a[] = {1,2,3};

    另外,库中另一函数prev_permutation与next_permutation相反,由原排列得到字典序中上一次最近排列。

    所以

    int main(){
     int a[] = {3,2,1};
    do{
         cout << a[0] << " " << a[1] << " " << a[2] << endl;
    }
     while (prev_permutation(a,a+3));
     return 0;
    }

    才能得到123的所有排列。

    4、http://technet.microsoft.com/zh-cn/library/e7d3xas6(v=vs.71)

    微软公司专门写给用C++的程序员,告诉他们怎样使用next_permutation

    5、http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/next_permutation/

    C++专业网站,自己点进去看一下,在这里就不全篇转载了。

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/TonyNeal/p/next_permutation.html
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