關于C++,小編有自己的一些心得體會,曾深入的學習過,不過學無止境,也請C++高手多多指教~那接下來先附上這篇C++中求組合數的各種方法總結,想學習的同學,我們一起來了解下其中的詳情吧。C++
【問題】????? 組合問題
問題描述:找出從自然數1、2、... 、n中任取r個數的所有組合。例如n=5,r=3的所有組合為:
1,2,3
1,2,4
1,3,4
2,3,4
1,2,5
1,3,5
2,3,5
1,4,5
2,4,5
3,4,5
用程序實現有幾種方法:
1)窮舉法
程序如下
【程序】
#include
const int n=5,r=3;
int??? i,j,k,counts=0;
int main()
{
???? for(i=1;i<=r ;i++)
??????? for(j=i+1;j<=r+1;j++)
??????????? for( k=j+1;k<=r+2;k++){
?????????????? counts++;
?????????????? printf("%4d%4d%4d/n",i,j,k);
?????????? }
printf("%d",counts);
return 0;
}
但是這個程序都有一個問題,當r變化時,循環重數改變,這就影響了這一問題的解,即沒有一般性。
2)遞歸法
分析所列的10個組合,可以采用這樣的遞歸思想來考慮求組合函數的算法。
設函數為void??? comb(int m,int k)為找出從自然數1、2、... 、m中任取k個數的所有組
合。當組合的第一個數字選定時,其后的數字是從余下的m-1個數中取k-1數的組合。這
就將求m個數中取k個數的組合問題轉化成求m-1個數中取k-1個數的組合問題。設函數引
入工作數組a[ ]存放求出的組合的數字,約定函數將確定的k個數字組合的第一個數字放
在a[k]中,當一個組合求出后,才將a[ ]中的一個組合輸出。第一個數可以是m、m-1、
...、k,函數將確定組合的第一個數字放入數組后,有兩種可能的選擇,因還未去頂組
合的其余元素,繼續遞歸去確定;或因已確定了組合的全部元素,輸出這個組合。細節
見以下程序中的函數comb。
【程序】
#include
#include
using namespace std;
# define????? MAXN????? 100
int a[MAXN];
int counts=0;
void printtime(void) //打印當前時間的函數
{
????? char tmpbuf[128];
????? time_t ltime;
????? struct tm *today;
????? time( ????? today = localtime( ????? strftime(tmpbuf,128,"%Y-%m-%d %H:%M:%S",today);
????? cout<});
void????? comb(int m,int k)
{???? int i,j;
????? for (i=m;i>=k;i--)
????? {???? a[k]=i;
????????? if (k>1)
????????????? comb(i-1,k-1);
????????? else
????????? {??
????????????? counts++;
????????????? /*
????????????? for (j=a[0];j>0;j--)
????????????????? printf("%4d",a[j]);
????????????? printf("/n");
????????????? */
????????? }
????? }
}
int main()
{??
????? int m,r;
????? cout<<"m"<????? cin>>m;
????? cout<<"r"<????? cin>>r;
????? counts=0;
????? a[0]=r;
????? printtime();
????? comb(m,r);
????? cout<????? printtime();
????? return 0;
};
;
?
這是我在網上找到的程序,稍微修改了一下。程序寫的很簡潔,也具有通用性,解決了問題。
3)回溯法
采用回溯法找問題的解,將找到的組合以從小到大順序存于a[0],a[1],…,a[r-1]
中,組合的元素滿足以下性質:
(1)???? a[i+1]>a[i],后一個數字比前一個大;
(2)???? a[i]-i<=n-r+1。
按回溯法的思想,找解過程可以敘述如下:
????? 首先放棄組合數個數為r的條件,候選組合從只有一個數字1開始。因該候選
解滿足除問題規模之外的全部條件,擴大其規模,并使其滿足上述條件(1),候選組合
改為1,2。繼續這一過程,得到候選組合1,2,3。該候選解滿足包括問題規模在內的全
部條件,因而是一個解。在該解的基礎上,選下一個候選解,因a[2]上的3調整為4,以
及以后調整為5都滿足問題的全部要求,得到解1,2,4和1,2,5。由于對5不能再作調
整,就要從a[2]回溯到a[1],這時,a[1]=2,可以調整為3,并向前試探,得到解1,3,
4。重復上述向前試探和向后回溯,直至要從a[0]再回溯時,說明已經找完問題的全部
解。
在網上我始終沒有找到可以正常執行的完整程序,所以我只好花了一天的時間來自己來寫這個程序,并且改變輸出從0開始而不是從1開始,這樣做的目的是 為了擴展程序的用途,適應c/c++語言的需要,這樣輸出就可以當作要選擇的組合數組的地址序列,可以對長度為n任意類型數組找出r個組合。我對它進行了 優化,如果你認為還有可以優化的地方,請不惜賜教,。^_^
#include
#include
#include
using namespace std;
# define????? MAXN????? 100
int a[MAXN]; //定位數組,用于指示選取元素集合數組的位置,選取元素集合數組0 起始
void comb(int m,int r)
{??
????? int cur;//指示定位數組中哪個成員正在移進
????? unsigned int count=0;
????? //初始化定位數組,0 起始的位置 ,開始的選擇必是位置 0,1,2
????? for(int i=0;i????????? a[i]=i;;i++)
????? cur=r-1;//當前是最后一個成員要移進
?????? do{
????????? if (a[cur]-cur<=m-r ){?
????????????? count++;
????????????? /*
????????????? for (int j=0;j????????????????? cout<????????????? cout<????????????? */
????????????? a[cur]++;
????????????? continue;
????????? }
????????? else{
????????????? if (cur==0){
????????????????? cout<????????????????? break;
????????????? };
(4);j++)
????????????? a[--cur]++;
????????????? for(int i=1;i????????????????? a[cur+i]=a[cur]+i;
????????????? };i++){
????????????? if(a[cur]-cur????????????????? cur=r-1;???????????????
????????? }
????? }while (1);
})
?
?
void printtime(void) //打印當前時間的函數
{
????? char tmpbuf[128];
????? time_t ltime;
????? struct tm *today;
????? time( ????? today = localtime( ????? strftime(tmpbuf,128,"%Y-%m-%d %H:%M:%S",today);
????? cout<});
int main (int argc, char *argv[])
{
????? int m,r;
????? cout<<"m"<????? cin>>m;
????? cout<<"r"<????? cin>>r;
????? printtime();
????? comb(m,r);???
????? printtime();
????? return(0);
};
;
同上面的遞歸的程序進行比較,同樣用g++ o2優化。當n=40,r=11,屏蔽掉輸出,得到的結果都是2311801440項,遞歸程序用了23至24秒,回溯用了19至20秒。
4)利用數組
? 定義:從n個數中取出m個數的組合。
? 實現機理:先創建一個字符串數組,其下標表示 1 到 n 個數,數組元素的值為1表示其下標代表的數被選中,為0則沒選中。????
??? 然后初始化,將數組前 m 個元素置 1,表示第一個組合為前 m 個數。????
??? 然后從左到右掃描數組元素值的 10 組合,找到第一個 "10" 后交換 1 和 0 的位置,變為 01,而后將該10組合前的1和0重新組合(1放在前邊,其個數為10組合前1的個數,0放在后邊,其個數為10前0的個數,而后接10的倒轉組合 01)。當m 個 1 全部移動到最右端時,就得到了最后一個組合。????
??? 例如求 5 中選 3 的組合:????
??? 1???? 1???? 1???? 0???? 0???? //1,2,3????
??? 1???? 1???? 0???? 1???? 0???? //1,2,4????
??? 1???? 0???? 1???? 1???? 0???? //1,3,4????
??? 0???? 1???? 1???? 1???? 0???? //2,3,4????
??? 1???? 1???? 0???? 0???? 1???? //1,2,5????
??? 1???? 0???? 1???? 0???? 1???? //1,3,5????
??? 0???? 1???? 1???? 0???? 1???? //2,3,5????
??? 1???? 0???? 0???? 1???? 1???? //1,4,5????
??? 0???? 1???? 0???? 1???? 1???? //2,4,5????
??? 0???? 0???? 1???? 1???? 1???? //3,4,5??
以上就是C++中求組合數的幾種方法總結,如果大家想了解更多相關內容,請持續關注本站,本站小編將在第一時間為大家帶來更好的經典內容。
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