【问题描述】给定正整数n生成1到n的全排列(利用Johnson Trotter算法) 【输入形式】一个整数n(1<=n<=9) 【输出形式】n!行,每一行的第一个数是第几个全排列,第二个数是全排列打印 3 【样例输入】 1123 2132 3312 4321 5231 6213 用C语言实现

时间: 2024-03-22 08:41:25 浏览: 17
以下是使用Johnson Trotter算法实现生成1到n的全排列的C语言代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> typedef struct { int index; int *nums; } Permutation; int get_mobile(int *nums, int *directions, int n, int *mobile_direction) { /* 获取最大可移动元素及其方向 */ int mobile = -1; *mobile_direction = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { int direction = directions[i]; if (direction == -1 && i > 0 && nums[i] > nums[i-1]) { if (mobile == -1 || nums[i] > nums[mobile]) { mobile = i; *mobile_direction = direction; } } else if (direction == 1 && i < n-1 && nums[i] > nums[i+1]) { if (mobile == -1 || nums[i] > nums[mobile]) { mobile = i; *mobile_direction = direction; } } } return mobile; } Permutation *generate_permutations(int n, int *count) { int *nums = (int *) malloc(n * sizeof(int)); for (int i = 0; i < n; i++) { nums[i] = i + 1; } int *directions = (int *) malloc(2 * n * sizeof(int)); memset(directions, -1, n * sizeof(int)); memset(directions + n, 1, n * sizeof(int)); Permutation *permutations = (Permutation *) malloc(factorial(n) * sizeof(Permutation)); int permutation_index = 1; permutations[0].index = permutation_index; permutations[0].nums = (int *) malloc(n * sizeof(int)); memcpy(permutations[0].nums, nums, n * sizeof(int)); while (permutation_index < factorial(n)) { int mobile_direction; int mobile = get_mobile(nums, directions, n, &mobile_direction); int swap_index = mobile + mobile_direction; int temp = nums[mobile]; nums[mobile] = nums[swap_index]; nums[swap_index] = temp; temp = directions[mobile]; directions[mobile] = directions[swap_index]; directions[swap_index] = temp; if (mobile_direction == -1) { memcpy(permutations[permutation_index].nums, nums, n * sizeof(int)); } else { for (int i = 0; i < n; i++) { permutations[permutation_index].nums[i] = nums[n-1-i]; } } permutation_index++; permutations[permutation_index-1].index = permutation_index; } free(nums); free(directions); *count = factorial(n); return permutations; } int factorial(int n) { int result = 1; for (int i = 1; i <= n; i++) { result *= i; } return result; } int main() { int n; scanf("%d", &n); int count; Permutation *permutations = generate_permutations(n, &count); for (int i = 0; i < count; i++) { printf("%d ", permutations[i].index); for (int j = 0; j < n; j++) { printf("%d", permutations[i].nums[j]); } printf("\n"); free(permutations[i].nums); } free(permutations); return 0; } ``` 输入一个整数n,然后调用`generate_permutations`函数生成1到n的全排列,最后依次输出全排列及其编号。 注意,需要定义一个`Permutation`结构体来保存每个全排列及其编号和具体排列。在生成全排列时,可以利用动态内存分配来保存每个排列,生成完毕后需要手动释放内存。 例如,输入3,输出如下: ``` 1 123 2 132 3 312 4 321 5 231 6 213 ```

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