com.jchanghong.core.math.Arrangement Maven / Gradle / Ivy
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package com.jchanghong.core.math;
import java.io.Serializable;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import com.jchanghong.core.util.ArrayUtil;
import com.jchanghong.core.util.NumberUtil;
/**
* 排列A(n, m)
* 排列组合相关类 参考：http://cgs1999.iteye.com/blog/2327664
*
* @author looly
* @since 4.0.7
*/
public class Arrangement implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = 1L;
private final String[] datas;
/**
* 构造
*
* @param datas 用于排列的数据
*/
public Arrangement(String[] datas) {
this.datas = datas;
}
/**
* 计算排列数，即A(n, n) = n!
*
* @param n 总数
* @return 排列数
*/
public static long count(int n) {
return count(n, n);
}
/**
* 计算排列数，即A(n, m) = n!/(n-m)!
*
* @param n 总数
* @param m 选择的个数
* @return 排列数
*/
public static long count(int n, int m) {
if (n == m) {
return NumberUtil.factorial(n);
}
return (n > m) ? NumberUtil.factorial(n, n - m) : 0;
}
/**
* 计算排列总数，即A(n, 1) + A(n, 2) + A(n, 3)...
*
* @param n 总数
* @return 排列数
*/
public static long countAll(int n) {
long total = 0;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
total += count(n, i);
}
return total;
}
/**
* 全排列选择（列表全部参与排列）
*
* @return 所有排列列表
*/
public List select() {
return select(this.datas.length);
}
/**
* 排列选择（从列表中选择m个排列）
*
* @param m 选择个数
* @return 所有排列列表
*/
public List select(int m) {
final List result = new ArrayList<>((int) count(this.datas.length, m));
select(this.datas, new String[m], 0, result);
return result;
}
/**
* 排列所有组合，即A(n, 1) + A(n, 2) + A(n, 3)...
*
* @return 全排列结果
*/
public List selectAll() {
final List result = new ArrayList<>((int) countAll(this.datas.length));
for (int i = 1; i <= this.datas.length; i++) {
result.addAll(select(i));
}
return result;
}
/**
* 排列选择
* 排列方式为先从数据数组中取出一个元素，再把剩余的元素作为新的基数，依次列推，直到选择到足够的元素
*
* @param datas 选择的基数
* @param resultList 前面（resultIndex-1）个的排列结果
* @param resultIndex 选择索引，从0开始
* @param result 最终结果
*/
private void select(String[] datas, String[] resultList, int resultIndex, List result) {
if (resultIndex >= resultList.length) { // 全部选择完时，输出排列结果
if (false == result.contains(resultList)) {
result.add(Arrays.copyOf(resultList, resultList.length));
}
return;
}
// 递归选择下一个
for (int i = 0; i < datas.length; i++) {
resultList[resultIndex] = datas[i];
select(ArrayUtil.remove(datas, i), resultList, resultIndex + 1, result);
}
}
}