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Question

求从 1,2,...,N 这N个不同数字中任取 r 个数字的全部的组合和排列.n,r从键盘输入要求：使用Java完成本课题的程序设计，至少定义2个类。

Answer 1

尝试写了排列组合的代码，从键盘输入的部分就lz自己完成吧代码使用了接口，内部类，可能比较复杂，lz根据情况改写吧/** 接口,根据索引数组输出一组对象。*/
interface OutputMethod {
void action(final int[] indexes);
}
/** 实现了OutputMethod接口的用于输出自然数的类 */
class NumberOutput implements OutputMethod {
public void action(final int[] indexes) {
System.out.print("[");
for(int i:indexes) System.out.print(" "+(i+1));
System.out.println(" ]");
}
}/**
 * 全排列,P(n,n)表示n个数的全排列。<br>
 * 全排列序列的输出，采用递归算法
 */
class CompletePermutation {
private final int n;
private OutputMethod method;
private int[] arrIndexes;
public CompletePermutation(int n) {
this.n = n;
if (n>0) {
arrIndexes = new int[n];
}
}
/** 初始化函数,重新求序列之前需要调用该函数 */
private void initIndexes() {
for(int i=0; i<n; i++)
arrIndexes[i]=i;
}
/** 交换列表中的两个元素 */
private void swapIndexes(int i, int j) {
if(i != j) {
int temp=arrIndexes[i];
arrIndexes[i]=arrIndexes[j];
arrIndexes[j]=temp;
}
}
/**
 * 递归求取全排列的排列顺序.
 * @param i 当前递归到了哪个元素
 */
private void getPermutationArray(int i) {
if (i == n) {
method.action(arrIndexes);
} else {
for(int j=i; j<n; j++) {
swapIndexes(i, j);
getPermutationArray(i+1);
swapIndexes(i, j);
}
}
}
/**
 * 输出全排列的所有序列,输出方法由method决定
 * @param method 外部指定的输出方法
 */
public void printResultSet(final OutputMethod method) {
initIndexes();
this.method = method;
getPermutationArray(0);
}
}/**
 * 组合,C(m,r)表示m个数中取r个的组合。 <br>
 * 维护当前索引数组,从最后一个索引开始修改,不断产生新数组
 */
class Combination {
private final int n, r;
private int[] maxIndexes;
private int[] curIndexes;
public Combination(int n, int r) {
this.n = n;
this.r = r;
if(r<=n && r>0){
curIndexes = new int[r];
maxIndexes = new int[r];
}
}
/** 初始化函数,重新求序列之前需要调用该函数 */
private void initIndexes() {
for(int i=0; i<r; i++)
curIndexes[i]=i;
for(int i=0; i<r; i++)
maxIndexes[i]=n-r+i;
}
/**
 * 根据当前组合索引序列获取下一个序列
 * @return true,获取成功; false,获取失败
 */
private boolean GetNextArray( ) {
   int count=r;
   int[] curIdx = curIndexes;
   int[] maxIdx = maxIndexes;
   if( curIdx[count-1] < maxIdx[count-1] ) {
      curIdx[count-1]++;
      return true;
   } else {
      for( int i=count-2; i>=0; i-- ) {
         if( curIdx[i] < maxIdx[i] ) {
            ++ curIdx[i];
            for( int j=i+1; j<count; j++ ) {
             curIdx[j]=curIdx[j-1]+1;
            }
            return true;
         }
      }
   }
   return false;
}
/**
 * 显示符合条件的序列,组合数类只实现了索引,具体如何显示由传入的method决定
 * @param method 输出方法,决定序列如何输出
 */
public void printResultSet(final OutputMethod method) {
if( r<=0 || r>n ) {
System.out.println("Invalid params.");
return ;
}
initIndexes();
do {
method.action(curIndexes);
} while(GetNextArray());
}
}/**
 * 排列,P(n,r)表示从n个元素中取r个的排列 <br>
 * 这个类继承至组合,对每个组合进行全排列,得到了所有排列
 */
class Permutation extends Combination {
CompletePermutation completePerm;
public Permutation(int n, int r) {
super(n, r);
completePerm = new CompletePermutation(r);
}
/**
 * 输出序列,重载了父类方法;通过组合索引与全排列索引,得到排列索引
 */
public void printResultSet(final OutputMethod method) {
super.printResultSet(new OutputMethod(){
public void action(final int[] combIdx) {
completePerm.printResultSet(new OutputMethod(){
public void action(final int[] permIdx){
int[] realIdx = new int[combIdx.length];
for(int i=0; i<realIdx.length; i++)
realIdx[i] = combIdx[permIdx[i]];
method.action(realIdx);
}
});
}
});
}
}/**
 * 对排列组合类进行简单测试
 */
public class MathTest {
public static void main(String[] args) {
NumberOutput numOut = new NumberOutput();
System.out.println("C(6,3) is shown:");
new Combination(6,3).printResultSet(numOut);
System.out.println("P(4,3) is shown:");
new Permutation(4,3).printResultSet(numOut);
}
}