标准库<algorithm>里permutation相关函数

使用一个东西,不明白它的道理,不高明
——侯捷老师

1. is_permutation()函数

功能:判断两个序列是否是全排列关系

1.1 函数声明

// default(1)
template <class ForwardIterator1, class ForwardIterator2>
   bool is_permutation (ForwardIterator1 first1, ForwardIterator1 last1,
                        ForwardIterator2 first2);

// custom(2)
template <class ForwardIterator1, class ForwardIterator2, class BinaryPredicate>
   bool is_permutation (ForwardIterator1 first1, ForwardIterator1 last1,
                        ForwardIterator2 first2, BinaryPredicate pred);

1.2 等价操作实现

template <class InputIterator1, class InputIterator2>
  bool is_permutation (InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
                       InputIterator2 first2)
{
  std::tie (first1,first2) = std::mismatch (first1,last1,first2);
  if (first1==last1) return true;
  InputIterator2 last2 = first2; std::advance (last2,std::distance(first1,last1));
  for (InputIterator1 it1=first1; it1!=last1; ++it1) {
    if (std::find(first1,it1,*it1)==it1) {
      auto n = std::count (first2,last2,*it1);
      if (n==0 || std::count (it1,last1,*it1)!=n) return false;
    }
  }
  return true;
}
  • std::tie()
  • std::mismatch()
  • std::advance()

1.3 示例程式

    #include<array>
    void test_is_permutation() {
        std::array<int, 5> foo = {1,2,3,4,5};
        std::array<int, 5> bar = {3,1,4,5,2};
        
        if (std::is_permutation(foo.begin(), foo.end(), bar.begin())) {
            cout << "foo and bar contain the same elements." << endl;
        }
    }

1.4 参考链接

http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/is_permutation/

2. next_permutation()函数

功能:返回区间[first, last)下一个按字典排序大的全排列

2.1 函数声明

// default(1)
template <class BidirectionalIterator>
  bool next_permutation (BidirectionalIterator first,
                         BidirectionalIterator last);
// custom(2)
template <class BidirectionalIterator, class Compare>
  bool next_permutation (BidirectionalIterator first,
                         BidirectionalIterator last, Compare comp);

2.2 源码探究

template<typename _BidirectionalIterator, typename _Compare>
    inline bool
    next_permutation(_BidirectionalIterator __first,
             _BidirectionalIterator __last, _Compare __comp)
    {
      // concept requirements
      __glibcxx_function_requires(_BidirectionalIteratorConcept<
                  _BidirectionalIterator>)
      __glibcxx_function_requires(_BinaryPredicateConcept<_Compare,
        typename iterator_traits<_BidirectionalIterator>::value_type,
        typename iterator_traits<_BidirectionalIterator>::value_type>)
      __glibcxx_requires_valid_range(__first, __last);

      return std::__next_permutation
    (__first, __last, __gnu_cxx::__ops::__iter_comp_iter(__comp));
    }

std::__next_permutation()函数

template<typename _BidirectionalIterator, typename _Compare>
    bool
    __next_permutation(_BidirectionalIterator __first,
               _BidirectionalIterator __last, _Compare __comp)
    {
      if (__first == __last)
    return false;
      _BidirectionalIterator __i = __first;
      ++__i;
      if (__i == __last)
    return false;
      __i = __last;
      --__i;

      for(;;)
    {
      _BidirectionalIterator __ii = __i;
      --__i;
      if (__comp(__i, __ii))
        {
          _BidirectionalIterator __j = __last;
          while (!__comp(__i, --__j))
        {}
          std::iter_swap(__i, __j);
          std::__reverse(__ii, __last,
                 std::__iterator_category(__first));
          return true;
        }
      if (__i == __first)
        {
          std::__reverse(__first, __last,
                 std::__iterator_category(__first));
          return false;
        }
    }
  }

2.3 示例程式

void test_next_permutation() {
        int arr[] = {1, 3, 2};
        std::sort(arr, arr+3);
        
        cout << "the 3! possible permutation with 3 elements" << endl;
        
        do {
            std::cout << arr[0] << " " << arr[1] << " "<< arr[2] << endl;
        } while (std::next_permutation(arr, arr+3));
        
        cout << "After loop: " << arr[0] << " " << arr[1] << " " << arr[2] << endl;
    }

输出结果:


image.png

2.4 参考链接

http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/next_permutation/

3. perv_permutation()函数

功能:返回区间[first, last)下一个按字典排序小的全排列

3.1 函数声明

// default(1)
template <class BidirectionalIterator>
  bool prev_permutation (BidirectionalIterator first,
                         BidirectionalIterator last );
// custom(2)
template <class BidirectionalIterator, class Compare>
  bool prev_permutation (BidirectionalIterator first,
                         BidirectionalIterator last, Compare comp);

3.2 源码探究

perv_permutation()函数

template<typename _BidirectionalIterator, typename _Compare>
    inline bool
    prev_permutation(_BidirectionalIterator __first,
             _BidirectionalIterator __last, _Compare __comp)
    {
      // concept requirements
      __glibcxx_function_requires(_BidirectionalIteratorConcept<
                  _BidirectionalIterator>)
      __glibcxx_function_requires(_BinaryPredicateConcept<_Compare,
        typename iterator_traits<_BidirectionalIterator>::value_type,
        typename iterator_traits<_BidirectionalIterator>::value_type>)
      __glibcxx_requires_valid_range(__first, __last);

      return std::__prev_permutation(__first, __last,
                __gnu_cxx::__ops::__iter_comp_iter(__comp));
    }

__prev_permutation()函数

template<typename _BidirectionalIterator, typename _Compare>
    bool
    __prev_permutation(_BidirectionalIterator __first,
               _BidirectionalIterator __last, _Compare __comp)
    {
      if (__first == __last)
    return false;
      _BidirectionalIterator __i = __first;
      ++__i;
      if (__i == __last)
    return false;
      __i = __last;
      --__i;

      for(;;)
    {
      _BidirectionalIterator __ii = __i;
      --__i;
      if (__comp(__ii, __i))
        {
          _BidirectionalIterator __j = __last;
          while (!__comp(--__j, __i))
        {}
          std::iter_swap(__i, __j);
          std::__reverse(__ii, __last,
                 std::__iterator_category(__first));
          return true;
        }
      if (__i == __first)
        {
          std::__reverse(__first, __last,
                 std::__iterator_category(__first));
          return false;
        }
    }
  }

3.3 示例程式

void test_prev_permutation() {
        int arr[] = {1, 3, 2};
        std::sort(arr, arr+3, [](int i, int j) {
            return i > j;
        });
        
        cout << "the 3! possible permutation with 3 elements" << endl;
        
        do {
            std::cout << arr[0] << " " << arr[1] << " "<< arr[2] << endl;
        } while (std::prev_permutation(arr, arr+3));
        
        cout << "After loop: " << arr[0] << " " << arr[1] << " " << arr[2] << endl;
    }   

输出结果:


image.png

3.4 参考链接

http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/prev_permutation/


基于上述的next_permutation()和prev_permutation()返回全排列时,根据字典顺序排序的,下面列出其比较的规则:lexicographical_compare()函数

4. lexicographical_compare()函数

4.1 函数声明

// default(1)
template <class InputIterator1, class InputIterator2>
  bool lexicographical_compare (InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
                                InputIterator2 first2, InputIterator2 last2);

// custom(2)
template <class InputIterator1, class InputIterator2, class Compare>
  bool lexicographical_compare (InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
                                InputIterator2 first2, InputIterator2 last2,
                                Compare comp);

4.2 示例程式

#include<string>
    void test_lexicographical_compare() {
        string str1 = "Hello";
        string str2 = "haha";
        
        std::cout << std::boolalpha;
        cout << "Comparing foo and bar lexicographically(str1 < str2)" << endl;
        cout << std::lexicographical_compare(str1.begin(), str1.end(), str2.begin(), str2.end()) << endl;
        
        cout << "Using mycomp as comparision object: " << endl;
        cout << std::lexicographical_compare(str1.begin(), str1.end(), str2.begin(), str2.end(), 
        [] (char c1, char c2){
            return std::tolower(c1) < std::tolower(c2);
        }) << endl;
    }

输出结果:


image.png

4.3 参考链接

http://www.cplusplus.com/reference/algorithm/lexicographical_compare/

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
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