Генерация комбинаторных объектов в лексикографическом порядке

Материал из Викиконспекты
Версия от 20:10, 21 января 2016; CoNnecticum (обсуждение | вклад) (→‎Заменил скобки "меньше - больше" на угловые (кроме псевдокода))
Перейти к: навигация, поиск

Комбинаторные объекты сгенерированы в лексикографическом порядке , если для любых [math] i\lt j [/math] выполняется неравенство [math] S_i\lt S_j [/math], где [math] S_i [/math] и [math] S_j [/math] комбинаторные объекты с номерами [math] i [/math] и [math] j [/math].

Алгоритм построения

Описание процедуры построения

Данный алгоритм генерирует все объекты заданного типа в лексикографическом порядке. На каждом шаге генерируется минимальный возможный префикс требуемого объекта.

  • [math]\mathtt{genObj(K, ␣␣depth)}[/math] — процедура генерирования,
  • [math]\mathtt{depth}[/math] — глубина рекурсии,
  • [math]\mathtt{list\left\lt A\right\gt }[/math] [math]\mathtt{K}[/math] — текущий комбинаторный объект,
  • [math]\mathtt{len}[/math] — требуемый размер объекта,
  • [math]\mathtt{list\left\lt A\right\gt }[/math] [math]\mathtt{alpha}[/math] — все возможные элементы комбинаторного объекта, отсортированные в лексикографическом порядке,
  • [math]\mathtt{n}[/math] — размер [math]\mathtt{alpha}[/math],
  • [math]\mathtt{list\left\lt list\left\lt A\right\gt \right\gt }[/math] [math]\mathtt{ans}[/math] — список, содержащий все сгенерированные объекты в нужном порядке.
 list<A> genObj(list<A> K, int depth, list<list<A>> ans):
   if depth == len                                 // если сформирован объект нужного размера, то возвращаем его    
    ans.push_back(K)                              // записываем объект K в ответ 
  else
    for i = 1 to n                        
       if к объекту К можно добавить элемент alpha[i] в конец
         genObj(K ++ alpha[i], depth + 1, ans)    // добавляем alpha[i] в конец и вызываем функцию genObj от нового полученного префикса

Генерация с помощью процедуры получения следующего объекта

Составляем первый объект — [math]K_1[/math], для него получаем следующий объект — [math]K_2[/math], для [math]K_2[/math] получаем [math]K_3[/math], далее действуем также, для [math]K_i[/math] получая [math]K_i[/math][math]_+[/math][math]_1[/math] объект, пока не получим последний объект [math]K_n[/math].

Примеры

Пример генерации сочетаний из N элементов по M в лексикографическом порядке

Данный алгоритм генерирует все сочетания из [math]n[/math] элементов по [math]m[/math].

  • [math]\mathtt{genChooses(k, l)}[/math] — процедура генерирования,
  • [math]\mathtt{list{\lt }int{\gt }}[/math] [math]\mathtt{a}[/math] — текущее сочетание,
  • [math]\mathtt{k}[/math] — следующий элемент в сочетании,
  • [math]\mathtt{l}[/math] — глубина рекурсии,
  • [math]\mathtt{list{\lt }list{\lt }int{\gt }{\gt }\ ans}[/math] — все сгенерированные сочетания в нужном порядке.
list<int> genChooses(int k, int l, list<int> a, list<list<int>> ans):
  if l == m        
    ans.push_back(a)
  else
    for i = k + 1 to n
      genChooses(i, l + 1, a ++ i, ans)

Пример работы процедуры генерации

Иллюстрация работы процедуры генерации [math]\binom {4} {2} [/math]

4 2 s.png

См. также

Источники информации

Источник — «http://neerc.ifmo.ru/wiki/index.php?title=Генерация_комбинаторных_объектов_в_лексикографическом_порядке&oldid=51537»