字符串全排列算法问题描述:输入一个字符串,打印出该字符串中字符的所有排列。例如输入字符串abc,则输出由字符a,b,c所能排列出来的所有字符串abc,acb,bac,bca,cab和cba
如果能生成n-1个元素的全排列,就能生成n个元素的全排列。对于只有一个元素的集合,可以直接生成全排列。所以全排列的递归终止条件很明确,只有一个元素时。我们可以分析一下全排列的过程:
- 首先,我们固定第一个字符a,求后面两个字符bc的排列
- 当两个字符bc排列求好之后,我们把第一个字符a和后面的b交换,得到bac,接着我们固定第一个字符b,求后面两个字符ac的排列
- 现在是把c放在第一个位置的时候了,但是记住前面我们已经把原先的第一个字符a和后面的b做了交换,为了保证这次c仍是和原先处在第一个位置的a交换,我们在拿c和第一个字符交换之前,先要把b和a交换回来。在交换b和a之后,再拿c和处于第一位置的a进行交换,得到cba。我们再次固定第一个字符c,求后面两个字符b、a的排列
- 既然我们已经知道怎么求三个字符的排列,那么固定第一个字符之后求后面两个字符的排列,就是典型的递归思路了
下面这张图很清楚的给出了递归的过程:
递归的出口,就是只剩一个字符的时候,递归的循环过程,就是从每个子串的第二个字符开始依次与第一个字符交换,然后继续处理子串。
另外,还有一个要注意的问题就是存在重复字符。
由于全排列就是从第一个数字起,每个数分别与它后面的数字交换,我们先尝试加个这样的判断——如果一个数与后面的数字相同那么这两个数就不交换了。例如abb,第一个数与后面两个数交换得bab,bba。然后abb中第二个数和第三个数相同,就不用交换了。但是对bab,第二个数和第三个数不同,则需要交换,得到bba。由于这里的bba和开始第一个数与第三个数交换的结果相同了,因此这个方法不行。
换种思维,对abb,第一个数a与第二个数b交换得到bab,然后考虑第一个数与第三个数交换,此时由于第三个数等于第二个数,所以第一个数就不再用与第三个数交换了。再考虑bab,它的第二个数与第三个数交换可以解决bba。此时全排列生成完毕!
这样,我们得到在全排列中去掉重复的规则:
去重的全排列就是从第一个数字起,每个数分别与它后面非重复出现的数字交换。
算法实现:
import java.util.Scanner;
public class Demo001 {
public static void main(String[] args) {
String str = "";
Scanner scan = new Scanner(System.in);
str = scan.nextLine();
permutation(str.toCharArray(), 0);
}
public static void permutation(char[] str, int i) {
if (i >= str.length||i<0)
return;
if (i == str.length - 1) {
System.out.println(String.valueOf(str));//记录字符串
} else {
for (int j = i; j < str.length; j++) {
if(is_swap(str,i,j)){
swap(str,i,j);
permutation(str, i + 1);
swap(str,i,j);
}
}
}
}
//判断从子串的第一个字符串开始,直到j-1位置,看是否有重复的字符,若有重复字符,则不再交换
public static boolean is_swap(char[] str,int begin,int j){
for(int k=begin;k<j;k++){
if(str[k] == str[j]){
return false;
}
}
return true;
}
//两个字母进行交换
public static void swap(char[] str,int i,int j){
char temp = str[j];
str[j] = str[i];
str[i] = temp;
}
}