public class toAllRanges {
private static int div=0;
private boolean printHead=true;
private static void swap(int []array,int a,int b ){//定义a b位置交换
int temp=array[a];
array[a]=array[b];
array[b]=temp;
}
public void outputString(int[]nums){//打印数组
for(int i=0;i<nums.length;i++){
System.out.print(nums[i]);
}
System.out.print(" ");
if(++div%20==0){ //每行20个
System.out.println();
}
}
/**
* @param nums
* /*邻位对换法
*邻位对换法中下一个排列总是上一个排列某相邻两位对换得到的。以4个元素的排列为例,
*将最后的元素4逐次与前面的元素交换,可以生成4个新排列:
*1 2 3 4 1 2 4 3 1 4 2 3 4 1 2 3
*然后将最后一个排列的末尾的两个元素交换,再逐次将排头的4与其后的元素交换,又生成四个新排列:
*4 1 3 2 1 4 3 2 1 3 4 2 1 3 2 4
*再将最后一个排列的末尾的两个元素交换,将4从后往前移:
*3 1 2 4 3 1 4 2 3 4 1 2 4 3 1 2
*如此循环既可求出全部排列。*/
public void swapOnBorder(int []nums){
System.out.println("*****************************采用邻位对换法算法************************");
int count=1;
for(int i=3;i<nums.length;i++){//找出n!/2个循环
count*=i;
}
for(int i=0;i<count;i++){
outputString(nums);
int j=nums.length-2;
while(j>=0){
swap(nums,j,j+1);
outputString(nums);
j--;
}
swap(nums,nums.length-2,nums.length-1);
outputString(nums);
int k=0;
while(k<nums.length-1){
swap(nums,k,k+1);
outputString(nums);
k++;
}
swap(nums,0,1);
}
}
/**
* @param nums 传入的整型数组
* 字典序算法如下:
* 设P是1~n的一个全排列:p=p1p2......pn=p1p2......pj-1pjpj+1......pk-1pkpk+1......pn
* 1)从排列的右端开始,找出第一个比右边数字小的数字的序号j(j从左端开始计算),即 j
* * =max{i|pi<pi+1}
* 2)在pj的右边的数字中,找出所有比pj大的数中最小的数字pk,即 k=max{i|pi>pj}(右边的数从右至
* * 左是递增的,因此k是所有大于pj的数字中序号最大者)
* 3)对换pi,pk
* 4)再将pj+1......pk-1pkpk+1pn倒转得到排列p''=p1p2.....pj-1pjpn.....pk+1pkpk-1.....pj+1,这
* 举个例子 如 51243 从右到左找到第一个小于其右边的数,即为2
* 然后再从右到左找个第一个比2大的数,即比2大的最小数为3 然后倒换2,3 得到 51342
* 然后再将从2前一位开始全部倒序 即得到51324 即为下一个数字 如此循环即得到所有的组合
*/
public void dictionaryMethod(int[]nums){
System.out.println("******************************采用字典序算法****************************");
outputString(nums);
int i=nums.length-2;
int j,k;
int count=1;
while(i>=0){
if(nums[i]<nums[i+1]){//从右到左找到第一个小于其右边相邻数的nums[i]
j=nums.length-1;
while(i<j){ //找到从右到左第一个比nums[i]大的数字
if(nums[i]<nums[j]){
break;
}
j--;
}
swap(nums,i,j);//交换nums[i]和nums[j]
k=nums.length-1;
while(i+1<k){//此处实现nums[i+1]到最后数字的倒转
swap(nums,i+1,k);
i++;
k--;
}
outputString(nums);
i=nums.length-2;//i要重新定位到倒数第二个数
}
else {
i--;
}
}
}
/**
* @param nums 传入的数组
* @param size 在循环交换nums数组中的存在的排列数个数
* 循环移位法
* 如果已经生成了z-1个元素的排列,则在每个排列后添加元素k使之成为k个元素的排列,然后将每个
* 排列循环左移(右移),每移动一次就产生一个新的排列。
* 例如2个元素的排列是1 2和2 1。在1 2 后加上3成为新排列1 2 3,将它循环左移可再生成新排列1 3 2、3 1 2,
* 同样2 1 可生成新排列2 1 3、1 3 2和3 2 1。
*/
public void rotateSwap(int[]nums,int size){
if(size>nums.length){ //如果数组中的数全部进入了, 就 打印出来
if(printHead){
System.out.println("********************************循环交换法************************************");
printHead=false;
}
outputString(nums);
}
else{
for(int i=0;i<size;i++){ //数组中进入size个数 就能产生size种排序,比如进入了123三个数字 通过循环左移 可以产生312,123,231三种
int buffer=nums[0];
for(int j=1;j<size;j++){ //此处完成循环左移 或者循环右移,以左移为例,先把第一个数保存,然后从第一数开始 依次赋值前面数的值…………
nums[j-1]=nums[j];
}
nums[size-1]=buffer;
rotateSwap(nums,size+1);
}
}
}
/**
* @param nums
* @param k
*/
public void recursiveMethod(int[]nums,int k)
{
if (k==nums.length)
{
if(printHead){
System.out.println("********************************递归算法************************************");
printHead=false;
}
outputString(nums);
}
else
{
for (int i = k; i <nums.length; i++)
{
swap(nums,k,i);
recursiveMethod(nums,k+1);
swap(nums,k,i);
}
}
}
/**
* @param nums
* @param k
* 回溯法通常是构造一颗生成树.回溯算法也叫试探法,它是一种系统地搜索问题的解的方法。
* 回溯算法的基本思想是:从一条路往前走,能进则进,不能进则退回来,换一条路再试。
*/
public void retrospect_Method(int []nums,int k){
boolean available;
if(k==nums.length-1){
if(printHead){
System.out.println("*********************************回溯法********************************");
printHead=false;
}
outputString(nums);
}
else{
for(int i=1;i<=nums.length;i++){
available=true;
nums[k]=i; //给nums数组第k个元素赋值
for(int j=0;j<k;j++){
if(i==nums[j]){ //检查第k个元素前是否存在重复元素
available=false;//有重复的置为false,重新赋值
break;
}
}
if(available==true){
retrospect_Method(nums,k+1);
}
}
}
}
public static void main(String args[]){
int[]array={1,2,3,4,5};
int[]array_1={1,2,3,4};
toAllRanges range=new toAllRanges();
range.dictionaryMethod(array);
range.swapOnBorder(array_1);
range.div=0;
System.out.println();
range.rotateSwap(array, 1);
range.printHead=true;
range.recursiveMethod(array,0);
range.printHead=true;
range.retrospect_Method(array,0);
}
}
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