了解C++的童鞋都知道algorithm里面有個(gè)next_permutation可以求下一個(gè)排列數(shù),通過(guò)《STL 源碼剖析》(或者自己讀代碼)可以知道其實(shí)現(xiàn),比如:
abcd next_permutation -> abdc
那么,為什么abcd的下一個(gè)是abdc而不是acbd呢?
說(shuō)簡(jiǎn)單一點(diǎn),用 1,2,3,4 代替 a,b,c,d,可以得到:
原排列 中間轉(zhuǎn)換 值
1,2,3,4 3,2,1 ((3 * (3) + 2) * (2) + 1) * (1) = 23
1,2,4,3 3,2,0 ((3 * (3) + 2) * (2) + 0) * (1) = 22
1,3,2,4 3,1,1 ((3 * (3) + 1) * (2) + 1) * (1) = 21
1,3,4,2 3,1,0 ((3 * (3) + 1) * (2) + 0) * (1) = 20
1,4,3,2 3,0,1 ((3 * (3) + 0) * (2) + 1) * (1) = 19
. . .
. . .
. . .
4,3,2,1 0,0,0 ((0 * (3) + 0) * (2) + 0) * (1) = 0
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上面的中間轉(zhuǎn)換指的是:每一個(gè)數(shù)字后面比當(dāng)前位數(shù)字大的數(shù)字的個(gè)數(shù)。比如:
1,3,4,2 中,1 后面有(3, 4, 2) 他們都大于1,所以第一位是 3
3 后面有(4, 2), 但只有4大于3,所以第二位是 1
4 后面有(2), 沒(méi)有比4 大的,所以第三位是 0
最后一位后面肯定沒(méi)有更大的,所以省略了一個(gè)0。
經(jīng)過(guò)這種轉(zhuǎn)換以后,就得到了一種表示方式(中間轉(zhuǎn)換),這種表達(dá)方式和原排列一一對(duì)應(yīng),可以相互轉(zhuǎn)化。
仔細(xì)觀察這種中間表達(dá)方式,發(fā)現(xiàn)它的第一位只能是(0,1,2,3),第二位只能是(0,1,2),第三位只能是(0,1)。通常,數(shù)字是用十進(jìn)制表示的,計(jì)算機(jī)中用二進(jìn)制,但是現(xiàn)在,我用一種特殊的進(jìn)制來(lái)表示數(shù):
第一位用1進(jìn)制,第二位用2進(jìn)制。。。
于是就得到了這種中間表示方式的十進(jìn)制值。如:
階
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1,1,0 ----> ((1 * (3) + 1) * (2) + 0) * (1) = 8
3,1,0 ----> ((3 * (3) + 1) * (2) + 0) * (1) = 20
這樣,就可以得到一個(gè)十進(jìn)制數(shù)和一個(gè)排列之間的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
現(xiàn)在排列數(shù)和有序的十進(jìn)制數(shù)有了一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系(通過(guò)改變對(duì)應(yīng)關(guān)系,可以使十進(jìn)制數(shù)升序)。
到這里已經(jīng)可以很容易的得到任意一個(gè)排列了,但是還沒(méi)有完,這種不定進(jìn)制還有其他用處:
在寫程序的時(shí)候,很容易遇到一種情況就是:有好幾種類別的狀態(tài)需要存儲(chǔ),但是對(duì)象的數(shù)量過(guò)大,需要對(duì)這種狀態(tài)表示方式進(jìn)行壓縮。比如:
enum A{
A_1,
A_2,
A_3,
};
enum B{
B_1,
B_2,
B_3,
B_4,
B_5,
};
struct State{
A a : 2;
B b : 3;
};
其實(shí) a 可以表示4個(gè)狀態(tài),b可以表示8個(gè)狀態(tài),因?yàn)镾tate總共有3×5=15,也就是說(shuō)4位就足夠了,這里多用了1位(當(dāng)然有人可能會(huì)說(shuō),現(xiàn)在內(nèi)存這么大,誰(shuí)在乎1bit呀,告訴你,我在乎!),不考慮對(duì)齊。
下面用上面介紹的方法來(lái)壓縮:
A 有3種狀態(tài),B有5種狀態(tài),那么如果把A放在高位,那么對(duì)于一個(gè)狀態(tài)(注意enum從0開(kāi)始):
(A_3,B_3),就是2×5+3=13
(A_2,B_5),就是1×5+4=9
(A_1,B_1),就是0×5+0=0
(A_3,B_5),就是2×5+4=14
這樣就可以節(jié)省1bit啦。如果這個(gè)State有1M個(gè),那就可以節(jié)省1M內(nèi)存如果有1G呢,就省1G啦,有些時(shí)候,這種表示狀態(tài)的小對(duì)象,充斥在程序的各個(gè)角落。
從數(shù)字到狀態(tài)也很容易,就像進(jìn)制轉(zhuǎn)換一樣先除,再模,就OK了。
總結(jié)下:
先說(shuō)了next_permutation的問(wèn)題,引出排列的另一種表達(dá)方式,然后引入了一種不定進(jìn)制的表示將其轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)字,從而使的排列數(shù)和有序的十進(jìn)制數(shù)一一對(duì)應(yīng)起來(lái)。
從這種不定進(jìn)制的表示方式,描述一種壓縮狀態(tài)的方法。
posted on 2010-02-24 00:11
尹東斐 閱讀(3414)
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