一篇文章带你搞懂—全排列

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       全排列（Permutation）是指将一组元素按照一定的顺序进行排列的过程。在计算机科学中，全排列是一个经典的问题，常用于解决排列组合、搜索和优化等领域的算法设计。

       具体来说，全排列是指对于给定的n个元素，将它们按照不同的顺序进行排列，得到所有可能的排列结果。例如，对于3个元素{1, 2, 3}，全排序的结果为{1, 2, 3}、{1, 3, 2}、{2, 1, 3}、{2, 3, 1}、{3, 1, 2}、{3, 2, 1}共6种排列方式。

一、C语言基础实现

在C语言中，可以使用递归的方式来实现全排列。具体步骤如下：

1. 定义一个递归函数，接受一个数组和两个整数作为参数。其中，数组存储待排列的元素，第一个整数表示当前排列的起始位置，第二个整数表示当前排列的结束位置。
2. 当起始位置等于结束位置时，表示已经完成了一种排列，可以将当前排列输出。
3. 从起始位置开始，依次将每个元素与起始位置交换，并递归调用函数，将起始位置后移一位。
4. 在递归调用结束后，需要将交换过的元素还原回原来的位置，以便进行下一次交换。
5. 重复步骤3和步骤4，直到起始位置等于结束位置。

以下是使用递归方式实现全排列的示例代码：

#include <stdio.h> // 交换两个元素的值 void swap(int* a, int* b) { int temp = *a; *a = *b; *b = temp; } // 全排序递归函数 void permute(int* arr, int start, int end) { if (start == end) { // 打印当前排列结果 for (int i = 0; i <= end; i++) { printf("%d ", arr[i]); } printf("\n"); } else { for (int i = start; i <= end; i++) { // 交换第start个元素与第i个元素 swap(&arr[start], &arr[i]); // 递归生成下一层排列 permute(arr, start + 1, end); // 恢复交换前的状态，以便进行下一次交换 swap(&arr[start], &arr[i]); } } } int main() { int arr[] = { 1, 2, 3 }; int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); printf("全排序结果：\n"); permute(arr, 0, n - 1); return 0; }

       运行以上代码，将会输出全排序的结果：

二、调用库函数实现 

       还有一种更便捷的实现方式就是使用C语言中的库函数next_permutation，以下我用c++进行库函数使用代码展示：

#include <iostream> #include <algorithm> #include <vector> using namespace std; int main() { vector<int> nums = { 1, 2, 3 }; // 对nums进行全排列 cout << "全排序结果：" << endl; do { for (int num : nums) { cout << num << " "; } cout << endl; } while (next_permutation(nums.begin(), nums.end())); return 0; }

 运行以上代码，将会输出全排列的结果：

       对比来说，调用库函数结果相同，并且对我们来说更容易实现相应操作，所以大家赶快练起来。

三、实战演练

题目描述

       人类终于登上了火星的土地并且见到了神秘的火星人。人类和火星人都无法理解对方的语言，但是我们的科学家发明了一种用数字交流的方法。这种交流方法是这样的，首先，火星人把一个非常大的数字告诉人类科学家，科学家激活成功教程这个数字的含义后，再把一个很小的数字加到这个大数上面，把结果告诉火星人，作为人类的回答。

       火星人用一种非常简单的方式来表示数字――掰手指。火星人只有一只手，但这只手上有成千上万的手指，这些手指排成一列，分别编号为 1,2,3,⋯1,2,3,⋯。火星人的任意两根手指都能随意交换位置，他们就是通过这方法计数的。

       一个火星人用一个人类的手演示了如何用手指计数。如果把五根手指――拇指、食指、中指、无名指和小指分别编号为 1,2,3,41,2,3,4 和 55，当它们按正常顺序排列时，形成了 55 位数 ，当你交换无名指和小指的位置时，会形成 55 位数 ，当你把五个手指的顺序完全颠倒时，会形成 ，在所有能够形成的  个 55 位数中， 最小，它表示 11； 第二小，它表示 22； 最大，它表示 。下表展示了只有 33 根手指时能够形成的 66 个 33 位数和它们代表的数字：

       现在你有幸成为了第一个和火星人交流的地球人。一个火星人会让你看他的手指，科学家会告诉你要加上去的很小的数。你的任务是，把火星人用手指表示的数与科学家告诉你的数相加，并根据相加的结果改变火星人手指的排列顺序。输入数据保证这个结果不会超出火星人手指能表示的范围。

输入格式

输出格式

       N 个整数，表示改变后的火星人手指的排列顺序。每两个相邻的数中间用一个空格分开，不能有多余的空格。

输入输出样例

输入：

输出：

参考代码：

#include<bits/stdc++.h> using namespace std; int n, m, arr[10001]; int main() { cin >> n >> m; for(int i = 1; i <= n; i++) cin >> arr[i]; for(int i = 1; i <= m; i++) next_permutation(arr + 1, arr + 1 + n); for(int i = 1; i < n; i++) cout << arr[i] << ' '; cout << arr[n]; return 0; }

结语：关于全排序的简单分享到这里就结束了，希望本篇文章的分享会对大家的学习带来些许帮助，如果大家有什么问题，欢迎大家在评论区留言，最后祝大家新的一年里学业有成，天天开心~~~