【算法教程】排列与组合的实现

数据准备

  • 在讲排列与组合之前,我们先定义数据元素类型Fruit
javascript 复制代码
class Fruit{
    constructor(name,price){
        this.name = name
        this.price = price
    }
}

排列

  • 对N个不同元素进行排序,总共有多少不同的排列方式?
text 复制代码
Step1: 从N个元素中取1个,共N种取法
Step2: 从剩下N-1个元素取1个,共N-1种
......
StepN: 从剩1个元素中取1个,共1种
所以共有 A=N*(N-1)....*1 =N!
  • 例子:某水果店有以下水果,请对所有水果进行全排列,请输出所有排列
javascript 复制代码
let fruits = [
    new Fruit('apple',5.3),
    new Fruit('banana',3.2),
    new Fruit('orange',4.6),
    new Fruit('watermelon',2.5)
]
  • 排列算法的javascript实现模板(DSF,最优解in-place)
javascript 复制代码
const premutation = (elements)=>{
    let res = []
    const swap = (arr,i1,i2)=> [arr[i1],arr[i2]] = [arr[i2],arr[i1]]
    const dsf = (elements,k = 0)=>{
        let len = elements.length
        if(k == len-1){ // 如果想从N=4中,取3个的全排 只需要改这个k=3
            res.push([...elements.slice(0,k+1)])
            return
        }
        for(let i = k; i < len - 1 ; i++){
            swap(elements, i, k) // 从剩下[k,...,(len-2)]中 取一个 放到当前k位置
            dsf(elements, k + 1) // dsf继续下一个位置 [k+1,...,(len-2)]
            swap(elements,i , k) // 为下一个迭代(k+1)做回滚
        }
    }
    dsf(elements)
    return res
}
let premutations = premutation(fruits)
premutations.forEach((e,i)=>console.log(i,...e.map(x=>x.name)))
  • 测试结果
text 复制代码
0 'apple' 'banana' 'orange' 'watermelon'
1 'apple' 'orange' 'banana' 'watermelon'
2 'banana' 'apple' 'orange' 'watermelon'
3 'banana' 'orange' 'apple' 'watermelon'
4 'orange' 'banana' 'apple' 'watermelon'
5 'orange' 'apple' 'banana' 'watermelon'

组合

  • 对N个不同元素进行排序,总共有多少不同的组合方式?
text 复制代码
N个元素中,每个元素要么被放到某个组合中,或者不放,2种选择
所以共有 C=2^N

算法实现: 同样我们可以用DSF,但是还有更优解法-- 整型编码/bitmap
2^N种情况可以用N个bit来表示,通过实现对数组索引index来编码
  • 同样的例子:请输出所有组合
javascript 复制代码
let fruits = [
    new Fruit('apple',5.3),
    new Fruit('banana',3.2),
    new Fruit('orange',4.6),
    new Fruit('watermelon',2.5)
]
  • 组合算法的javascript实现模板(bitmap)
javascript 复制代码
const combination = (elements)=>{
    let res = []
    let len = elements.length
    let counts = 1 << len
    for(let bitmap = 0 ; bitmap < counts; bitmap++){
        let set = []
        for(let i=0 ; i < len ; i++){
            if((1<<i)&bitmap){ //对应位为1,怎加入当前集合种
                set.push(i)
            }
        }
        // set 只是数组索引的组合,需要转成对应element
        res.push(set.map(i=>elements[i])) // 完成一个集合的收集
    }
    return res
}
let combinations  = combination(fruits)
combinations.forEach((e,i)=>console.log(i,...e.map(x=>x.name)))
  • 测试结果
text 复制代码
0 ''
1 'apple'
2 'banana'
3 'apple' 'banana'
4 'orange'
5 'apple' 'orange'
6 'banana' 'orange'
7 'apple' 'banana' 'orange'
8 'watermelon'
9 'apple' 'watermelon'
10 'banana' 'watermelon'
11 'apple' 'banana' 'watermelon'
12 'orange' 'watermelon'
13 'apple' 'orange' 'watermelon'
14 'banana' 'orange' 'watermelon'
15 'apple' 'banana' 'orange' 'watermelon'
相关推荐
aqiu11111110 分钟前
【C++算法打怪专栏】LeetCode 1. 两数之和(哈希表解法总结)
c++·算法·leetcode
楚识科技19 分钟前
票据 OCR 识别技术深度解析:从算法原理到企业级落地实现
算法·ocr
longlongzihan20 分钟前
LeetCode 25. K 个一组翻转链表 (迭代+分组反转法)
算法·leetcode·链表
xuxigifxfh21 分钟前
牛客:BISHI8 大整数哈希
java·算法·哈希算法
涉密IT资质笔记24 分钟前
涉密资质投入产出分析模型:时间成本、四块成本构成与 ROI 决策框架
java·开发语言·算法
木井巳26 分钟前
【BFS 解决拓扑排序】火星词典
java·算法·leetcode·广度优先·宽度优先·图搜索算法
北风toto37 分钟前
KMP 算法详解:从暴力匹配到 O(n+m) 的字符串搜索
java·开发语言·算法
林澈在路上44 分钟前
哪个写歌软件可以用自己声音?MELO音乐详解
人工智能·python·算法
爱读书的小胖1 小时前
Codewars Sum of a Sequence Hard Core Version C 解题分析
c语言·数据结构·算法
不会就选b1 小时前
算法日常・每日刷题--<动态规划>24
算法·动态规划