3168

Генерация перестановок

Практическая работа

Информатика, кибернетика и программирование

Генерация перестановок Дано конечное множество A. Требуется сгенерировать все возможные перестановки его элементов в лексикографическом порядке (по материалам главы 1, п. 1.3.6, и главы 2, п. 2.2.1). Требования к заданию множества – в нем не до...

Русский

2012-10-25

110 KB

152 чел.

Генерация перестановок

Дано конечное множество A. Требуется сгенерировать все возможные перестановки его элементов в лексикографическом порядке (по материалам главы 1, п. 1.3.6, и главы 2, п. 2.2.1). Требования к заданию множества – в нем не должно быть повторяющихся элементов, кроме того, удобнее использовать или только буквы, или только цифры.

Программа должна сначала упорядочить все элементы заданного множества по возрастанию (это первый – минимальный – набор), затем – посредством МИНИМАЛЬНО ВОЗМОЖНЫХ ПЕРЕСТАНОВОК! – сгенерировать последовательно возрастающие (лексикографически) наборы, вплоть до последнего, в котором все элементы упорядочены по убыванию.

Следует оценивать количество возможных перестановок и в случае, если они не поместятся на экран, выполнять их вывод в файл с выдачей на экран соответствующей информации для пользователя и выполнять поэкранный вывод с ожиданием нажатия клавиши.

Дополнительно: Предоставить пользователю возможность выбора другого варианта работы программы, в котором за исходную точку упорядочивания наборов выбирается не минимальный набор, а набор в таком порядке, как он задан пользователем.

Возможный алгоритм решения (Пример: множество А={1, 2, 3, 4, 5, 6}, |A| = n):

Предположим, что уже построено m наборов. Тогда для получения m+1-го набора:

  1.  Выполняется проверка последнего (m-го) набора на наличие в его конце некоторого количества символов, упорядоченных по убыванию – пусть это символы ak+1…an.
    á 3 5 2 6 4 1ñ – k=3, символы с 4-го по 6-й упорядочены по убыванию.
  2.  Если такое k найдено, то поменять местами k-й элемент и наименьший элемент из ak+1…an, больший этого ak.
    В нашем примере это 2 и 4:
    á 3 5 4 6 2 1ñ (это промежуточный набор).
  3.  После шага 2 упорядочить элементы с k+1-го до последнего по возрастанию. Получен очередной набор Þ выдать его на печать.
    á 3 5 4 1 2 6ñ.
  4.  Если на шаге 1 ответ отрицательный, то поменять местами 2 последних элемента и выдать на печать полученный набор. В частности, после шага 3 это неизбежное действие, т.к. все последние элементы были размещены по возрастанию Þ целесообразно после выполнения ш.3 задавать признак его выполнения, который будет анализироваться (и сбрасываться) на шаге 1. После шага 3 было á 3 5 4 1 2 6ñ Þ выдать á 3 5 4 1 6 2ñ .
    Если был набор
    á 3 5 2 6 1 4ñ Þ выдать á 3 5 2 6 4 1ñ .
  5.  Если полученный набор не последний (упорядоченный по убыванию), то возврат на шаг 1. В противном случае конец работы.


Решение.

Пусть дано множество , причём все элементы множества сравнимы между собой.

Необходимо получить все перестановки множества . Будем считать, что .

Алгоритм решения.

  1.  Возьмём за первую перестановку последовательность .
  2.  Найдём следующую перестановку. Если её нет, то алгоритм завершён.
  3.  Перейдём к пункту 2.

Алгоритм нахождения следующей (в лексикографическом порядке) перестановки.

  1.  Найдём самый правый , такой, что
  2.  Найдём

  1.  Обменяем местами и .
  2.  Инвертируем подпоследовательность .


Исходный код на Borland Pascal 7.

program lab3;

uses

 Crt;

const

 Output_File_Name = 'output.txt';  { Имя файла, для вывода перестановок }

 Nmax = 12; { Макс. кол-во элементов множества }

type

 T = Char; { Тип элементов множества }

 TArray = Array[1..Nmax] of T;

var

 F: Text;

 Flag: Boolean; { При Flag = True производится запись в файл }

{ Печать перестановки }

procedure Print(const A: TArray; const N: Integer);

var

 i: Integer;

begin

 for i := 1 to N do begin

   Write(A[i], ' ');

   if Flag then Write(F, A[i], ' ');

 end;

 if WhereY = 25 then ReadKey;

 WriteLn;

 if Flag then WriteLn(F);

end;

{ Сортировка выбором по неубыванию }

procedure Sort(var A: TArray; const N: Integer);

var

 i, j, k: Integer;

 tmp: T;

begin

 for i := 1 to N - 1 do begin

   k := i;

   for j := i + 1 to N do

     if A[j] < A[k] then k := j;

   tmp := A[i];

   A[i] := A[k];

   A[k] := tmp;

 end;

end;

{ Генератор перестановок }

procedure Generate(A: TArray; const N: Integer);

var

 p, q, i, k, m: Integer;

 min: T;

 tmp: T;

begin

 while True do begin

   Print(A, N);

   { Ищем крайний справа A[p], такой, что A[p] < A[p+1] }

   p := 0;

   for i := n downto 2 do

     if A[i - 1] < A[i] then begin

       p := i - 1;

       Break;

     end;

   if p = 0 then Exit; { Если не нашли, то все перестановки уже получены }

   { Ищем минимальный A[q] среди A[p+1], ..., A[n], такой, что A[q] > A[p] }

   min := High(min);

   q:= 0;

   for i := p + 1 to N do

     if (min > A[i]) and (A[i] > A[p]) then begin

       min := A[i];

       q := i;

     end;

   { Меняем местами A[p] и A[q] }

   tmp := A[p];

   A[p] := A[q];

   A[q] := tmp;

   { Инвертируем A[p+1], ..., A[n] }

   k := n + (p + 1) - 1;

   m := k div 2;

   for i := p + 1 to m do begin

     tmp := A[i];

     A[i] := A[k - i + 1];

     A[k - i + 1] := tmp;

   end;

 end;

end;

var

 A: TArray;

 N: Integer;

begin

 ClrScr;

 WriteLn('Введите множество элементов через пробел (все элементы должны быть различны).');

 N := 0;

 while not SeekEoLn do begin

   Inc(N);

   Read(A[N]);

 end;

 Sort(A, N);

 Flag := False;

 if N > 3 then begin

   ClrScr;

   WriteLn('Невозможно отобразить все перестановки на экране. Нажмите любую клавишу ');

   WriteLn('для вывода следующей перестановки. Будет произведена запись в файл.');

   Assign(F, Output_File_Name);

   Rewrite(F);

   Flag := True;

 end;

 WriteLn;

 Generate(A, N);

 if Flag then Close(F);

 WriteLn('Выполнено.');

 ReadKey;

end.


Результат работы программы.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74377. Алгоритм программы расчета установившихся режимов ЭС 71.5 KB
  В предыдущих разделах дана характеристика математического описания и основных этапов задачи расчета параметров установившихся режимов ЭС, имеющей самые разнообразные программные реализации.
74378. Изменение нагрузок на интервале времени. Графики электрических нагрузок и их характеристики. Получение графиков нагрузки 66 KB
  Получение графиков нагрузки. Суточные графики Суточные графики нагрузки в основном используются для планирования загрузки оборудования станций и электрических сетей. Суточные графики электрических нагрузок могут быть представлены с фиксацией спроса по каждому часу суток При изучении суточных графиков нагрузки необходимо иметь в виду следующее:График спроса энергосистемы формируется как сумма графиков спроса отдельных групп потребителей Составной частью графика нагрузки энергосистемы кроме спроса потребителей являются потери энергии при ее...
74379. Графики нагрузок по продолжительности. Потребляемая электроэнергия. Время использования наибольшей нагрузки 378.5 KB
  Графики нагрузок по продолжительности. Годовые графики активной и реактивной нагрузок по продолжительности построенные на основании суточных или месячных графиков нагрузок Для годовых графиков активной и реактивной нагрузок по продолжительности характерны следующие величины
74380. Общая характеристика задачи расчета, анализа и снижения потерь электроэнергии. Характеристика и классификация потерь. Технологический расход ЭЭ на ее передачу 58.5 KB
  Общая характеристика задачи расчета анализа и снижения потерь электроэнергии. Приоритетным является размещение компенсирующих устройств непосредственно у потребителя так как это коренным образом влияет на потери электроэнергии в сети и на ее качество у потребителя. На протяженных фидерах в целях снижения потерь электроэнергии и обеспечения надлежащего уровня напряжения в качестве регуляторов напряжения необходимо устанавливать конденсаторные батареи с автоматическим регулированием или вольтодобавочные трансформаторы также с...
74382. ТИПОВЫЕ СХЕМЫ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ 585.5 KB
  При числе линий три и более рекомендуется ряд типовых схем распределительных устройств со сборными системой шин. Наиболее простая схема выполняется с одной секционированной системой шин...