JS實現全排列


https://www.jb51.net/article/39291.htm

 

JavaScript全排列的六種算法 具體實現

算法一:交換(遞歸)

復制代碼代碼如下:

<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">  
<head>  
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />  
    <title>Full Permutation(Recursive Swap) - Mengliao Software</title>  
</head>  
<body>  
<p>Full Permutation(Recursive Swap)<br />  
Mengliao Software Studio - Bosun Network Co., Ltd.<br />  
2011.05.24</p>  
<script type="text/javascript">  
/*  
全排列(遞歸交換)算法  
1、將第一個位置分別放置各個不同的元素;  
2、對剩余的位置進行全排列(遞歸);  
3、遞歸出口為只對一個元素進行全排列。  
*/ 
function swap(arr,i,j) {  
    if(i!=j) {  
        var temp=arr[i];  
        arr[i]=arr[j];  
        arr[j]=temp;  
    }  
}  
var count=0;  
function show(arr) {  
    document.write("P<sub>"+ ++count+"</sub>: "+arr+"<br />");  
}  
function perm(arr) {  
    (function fn(n) { //為第n個位置選擇元素  
        for(var i=n;i<arr.length;i++) {  
            swap(arr,i,n);  
            if(n+1<arr.length-1) //判斷數組中剩余的待全排列的元素是否大於1個  
                fn(n+1); //從第n+1個下標進行全排列  
            else 
                show(arr); //顯示一組結果  
            swap(arr,i,n);  
        }  
    })(0);  
}  
perm(["e1","e2","e3","e4"]);  
</script>  
</body>  
</html> 


算法二:鏈接(遞歸)

復制代碼代碼如下:

<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">  
<head>  
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />  
    <title>Full Permutation(Recursive Link) - Mengliao Software</title>  
</head>  
<body>  
<p>Full Permutation(Recursive Link)<br />  
Mengliao Software Studio - Bosun Network Co., Ltd.<br />  
2012.03.29</p>  
<script type="text/javascript">  
/*  
全排列(遞歸鏈接)算法  
1、設定源數組為輸入數組,結果數組存放排列結果(初始化為空數組);  
2、逐一將源數組的每個元素鏈接到結果數組中(生成新數組對象);  
3、從原數組中刪除被鏈接的元素(生成新數組對象);  
4、將新的源數組和結果數組作為參數遞歸調用步驟2、3,直到源數組為空,則輸出一個排列。  
*/ 
var count=0;  
function show(arr) {  
    document.write("P<sub>"+ ++count+"</sub>: "+arr+"<br />");  
}  
function perm(arr) {  
    (function fn(source, result) {  
        if (source.length == 0)  
            show(result);  
        else 
            for (var i = 0; i < source.length; i++)  
                fn(source.slice(0, i).concat(source.slice(i + 1)), result.concat(source[i]));  
    })(arr, []);  
}  
perm(["e1", "e2", "e3", "e4"]);  
</script>  
</body>  
</html> 


算法三:回溯(遞歸)

復制代碼代碼如下:

<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">  
<head>  
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />  
    <title>Full Permutation(Recursive Backtrack) - Mengliao Software</title>  
</head>  
<body>  
<p>Full Permutation(Recursive Backtrack)<br />  
Mengliao Software Studio - Bosun Network Co., Ltd.<br />  
2012.03.29</p>  
<script type="text/javascript">  
/*  
全排列(遞歸回溯)算法  
1、建立位置數組,即對位置進行排列,排列成功后轉換為元素的排列;  
2、建立遞歸函數,用來搜索第n個位置;  
3、第n個位置搜索方式與八皇后問題類似。  
*/ 
var count = 0;  
function show(arr) {  
    document.write("P<sub>" + ++count + "</sub>: " + arr + "<br />");  
}  
function seek(index, n) {  
    if (n >= 0) //判斷是否已回溯到了第一個位置之前,即已經找到了所有位置排列  
        if (index[n] < index.length - 1) { //還有下一個位置可選  
            index[n]++; //選擇下一個位置  
            if ((function () { //該匿名函數判斷該位置是否已經被選擇過  
                for (var i = 0; i < n; i++)  
                    if (index[i] == index[n]) return true; //已選擇  
                return false; //未選擇  
            })())  
                return seek(index, n); //重新找位置  
            else 
                return true; //找到  
        }  
        else { //當前無位置可選,進行遞歸回溯  
            index[n] = -1; //取消當前位置  
            if (seek(index, n - 1)) //繼續找上一個位置  
                return seek(index, n); //重新找當前位置  
            else 
                return false; //已無位置可選  
        }  
    else 
        return false;  
}  
function perm(arr) {  
    var index = new Array(arr.length);  
    for (var i = 0; i < index.length; i++)  
        index[i] = -1; //初始化所有位置為-1,以便++后為0  
    for (i = 0; i < index.length - 1; i++)  
        seek(index, i); //先搜索前n-1個位置  
    while (seek(index, index.length - 1)) { //不斷搜索第n個位置,即找到所有位置排列  
        var temp = [];  
        for (i = 0; i < index.length; i++) //將位置之轉換為元素  
            temp.push(arr[index[i]]);  
        show(temp);  
    }  
}  
perm(["e1", "e2", "e3", "e4"]);  
</script>  
</body>  
</html> 


算法四:回溯(非遞歸)

復制代碼代碼如下:

<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">  
<head>  
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />  
    <title>Full Permutation(Non-recursive Backtrack) - Mengliao Software</title>  
</head>  
<body>  
<p>  
Full Permutation(Non-recursive Backtrack)<br />  
Mengliao Software Studio - Bosun Network Co., Ltd.<br />  
2012.03.29</p>  
<script type="text/javascript">  
/*  
全排列(非遞歸回溯)算法  
1、建立位置數組,即對位置進行排列,排列成功后轉換為元素的排列;  
2、第n個位置搜索方式與八皇后問題類似。  
*/ 
var count = 0;  
function show(arr) {  
    document.write("P<sub>" + ++count + "</sub>: " + arr + "<br />");  
}  
function seek(index, n) {  
    var flag = false, m = n; //flag為找到位置排列的標志,m保存正在搜索哪個位置  
    do {  
        index[n]++;  
        if (index[n] == index.length) //已無位置可用  
            index[n--] = -1; //重置當前位置,回退到上一個位置  
        else if (!(function () {  
            for (var i = 0; i < n; i++)  
                if (index[i] == index[n]) return true;  
            return false;  
        })()) //該位置未被選擇  
            if (m == n) //當前位置搜索完成  
                flag = true;  
            else 
                n++;  
    } while (!flag && n >= 0)  
    return flag;  
}  
function perm(arr) {  
    var index = new Array(arr.length);  
    for (var i = 0; i < index.length; i++)  
        index[i] = -1;  
    for (i = 0; i < index.length - 1; i++)  
        seek(index, i);  
    while (seek(index, index.length - 1)) {  
        var temp = [];  
        for (i = 0; i < index.length; i++)  
            temp.push(arr[index[i]]);  
        show(temp);  
    }  
}  
perm(["e1", "e2", "e3", "e4"]);  
</script>  
</body>  
</html> 


算法五:排序(非遞歸)

復制代碼代碼如下:

<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">  
<head>  
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />  
    <title>Full Permutation(Non-recursive Sort) - Mengliao Software</title>  
</head>  
<body>  
<p>  
Full Permutation(Non-recursive Sort)<br />  
Mengliao Software Studio - Bosun Network Co., Ltd.<br />  
2012.03.30</p>  
<script type="text/javascript">  
/*  
全排列(非遞歸求順序)算法  
1、建立位置數組,即對位置進行排列,排列成功后轉換為元素的排列;  
2、按如下算法求全排列:  
設P是1~n(位置編號)的一個全排列:p = p1,p2...pn = p1,p2...pj-1,pj,pj+1...pk-1,pk,pk+1...pn  
(1)從排列的尾部開始,找出第一個比右邊位置編號小的索引j(j從首部開始計算),即j = max{i | pi < pi+1}  
(2)在pj的右邊的位置編號中,找出所有比pj大的位置編號中最小的位置編號的索引k,即 k = max{i | pi > pj}  
   pj右邊的位置編號是從右至左遞增的,因此k是所有大於pj的位置編號中索引最大的  
(3)交換pj與pk  
(4)再將pj+1...pk-1,pk,pk+1...pn翻轉得到排列p' = p1,p2...pj-1,pj,pn...pk+1,pk,pk-1...pj+1  
(5)p'便是排列p的下一個排列  

例如:  
24310是位置編號0~4的一個排列,求它下一個排列的步驟如下:  
(1)從右至左找出排列中第一個比右邊數字小的數字2;  
(2)在該數字后的數字中找出比2大的數中最小的一個3;  
(3)將2與3交換得到34210;  
(4)將原來2(當前3)后面的所有數字翻轉,即翻轉4210,得30124;  
(5)求得24310的下一個排列為30124。  
*/ 
var count = 0;  
function show(arr) {  
    document.write("P<sub>" + ++count + "</sub>: " + arr + "<br />");  
}  
function swap(arr, i, j) {  
    var t = arr[i];  
    arr[i] = arr[j];  
    arr[j] = t;  

}  
function sort(index) {  
    for (var j = index.length - 2; j >= 0 && index[j] > index[j + 1]; j--)  
        ; //本循環從位置數組的末尾開始,找到第一個左邊小於右邊的位置,即j  
    if (j < 0) return false; //已完成全部排列  
    for (var k = index.length - 1; index[k] < index[j]; k--)  
        ; //本循環從位置數組的末尾開始,找到比j位置大的位置中最小的,即k  
    swap(index, j, k);  
    for (j = j + 1, k = index.length - 1; j < k; j++, k--)  
        swap(index, j, k); //本循環翻轉j+1到末尾的所有位置  
    return true;  
}  
function perm(arr) {  
    var index = new Array(arr.length);  
    for (var i = 0; i < index.length; i++)  
        index[i] = i;  
    do {  
        var temp = [];  
        for (i = 0; i < index.length; i++)  
            temp.push(arr[index[i]]);  
        show(temp);  
    } while (sort(index));  
}  
perm(["e1", "e2", "e3", "e4"]);  
</script>  
</body>  
</html> 


算法六:求模(非遞歸)

復制代碼代碼如下:

<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">  
<head>  
    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" />  
    <title>Full Permutation(Non-recursive Modulo) - Mengliao Software</title>  
</head>  
<body>  
<p>Full Permutation(Non-recursive Modulo)<br />  
Mengliao Software Studio - Bosun Network Co., Ltd.<br />  
2012.03.29</p>  
<script type="text/javascript">  
/*  
全排列(非遞歸求模)算法  
1、初始化存放全排列結果的數組result,與原數組的元素個數相等;  
2、計算n個元素全排列的總數,即n!;  
3、從>=0的任意整數開始循環n!次,每次累加1,記為index;  
4、取第1個元素arr[0],求1進制的表達最低位,即求index模1的值w,將第1個元素(arr[0])插入result的w位置,並將index迭代為index\1;  
5、取第2個元素arr[1],求2進制的表達最低位,即求index模2的值w,將第2個元素(arr[1])插入result的w位置,並將index迭代為index\2;  
6、取第3個元素arr[2],求3進制的表達最低位,即求index模3的值w,將第3個元素(arr[2])插入result的w位置,並將index迭代為index\3;  
7、……  
8、直到取最后一個元素arr[arr.length-1],此時求得一個排列;  
9、當index循環完成,便求得所有排列。  

例:  
求4個元素["a", "b", "c", "d"]的全排列, 共循環4!=24次,可從任意>=0的整數index開始循環,每次累加1,直到循環完index+23后結束;  
假設index=13(或13+24,13+2*24,13+3*24…),因為共4個元素,故迭代4次,則得到的這一個排列的過程為:  
第1次迭代,13/1,商=13,余數=0,故第1個元素插入第0個位置(即下標為0),得["a"];  
第2次迭代,13/2, 商=6,余數=1,故第2個元素插入第1個位置(即下標為1),得["a", "b"];  
第3次迭代,6/3, 商=2,余數=0,故第3個元素插入第0個位置(即下標為0),得["c", "a", "b"];  
第4次迭代,2/4,商=0,余數=2, 故第4個元素插入第2個位置(即下標為2),得["c", "a", "d", "b"];  
*/ 
var count = 0;  
function show(arr) {  
    document.write("P<sub>" + ++count + "</sub>: " + arr + "<br />");  
}  
function perm(arr) {  
    var result = new Array(arr.length);  
    var fac = 1;  
    for (var i = 2; i <= arr.length; i++)  
        fac *= i;  
    for (index = 0; index < fac; index++) {  
        var t = index;  
        for (i = 1; i <= arr.length; i++) {  
            var w = t % i;  
            for (j = i - 1; j > w; j--)  
                result[j] = result[j - 1];  
            result[w] = arr[i - 1];  
            t = Math.floor(t / i);  
        }  
        show(result);  
    }  
}  
perm(["e1", "e2", "e3", "e4"]);  
</script>  
</body>  
</html> 


上面的六種算法有些是對位置進行排列,例如回溯、排序等,因為這樣可以適應各種類型的元素,而非要求待排列元素一定是數字或字母等。


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