Алгоритм размещения без повторений

Анализ алгоритмов

В процессе разработки и реализации алгоритма раскрываются некоторые его свойства. По мере того как алгоритмы становятся все более и более сложными, все менее и менее вероятно, что их важные свойства проявятся на стадиях разработки и реализации. Как правило, некоторые важные аспекты поведения алгоритма, такие как его корректность, необходимое число операций или объем памяти, определить трудно. Поэтому обычно глубокое понимание нового алгоритма предваряется очень длинной стадией его анализа.

Из-за трудностей анализа им зачастую просто пренебрегают. Вместо этого программа выполняется для того, чтобы увидеть, что получается (например, измеряется время работы). Проблему оптимальности алгоритма можно решить только путем его анализа.

В анализе алгоритмов существуют две фундаментальные проблемы:

· Какими свойствами обладает данный алгоритм?

· Какие свойства должен иметь любой алгоритм, решающий данную проблему?

Фундаментальная разница между этими двумя вопросами состоит в подходе к ответу на них. В первом случае алгоритм задан и заключения выводятся путем изучения свойств, присущих ему. Во втором случае задается проблема и точно определяется структура алгоритма. Заключения выводятся на основе изучения существа проблемы по отношению к данному классу алгоритмов.

Имеется n различных предметов. Сколько из них можно составить k -расстановок? При этом две расстановки считаются различными, если они либо отличаются друг от друга хотя бы одним элементом, либо состоят из одних и тех же элементов, но расположенных в разном порядке. Такие расстановки называют размещениями без повторений, а их число обозначают . При составлении k -размещений без повторений из n предметов нам надо сделать k выборов. На первом шаге можно выбрать любой из имеющихся n предметов. Если этот выбор уже сделан, то на втором шаге приходится выбирать из оставшихся n-1 предметов. На k -м шаге n-k-1 предметов. Поэтому по правилу произведения получаем, что число k -размещений без повторения из n предметов выражается следующим образом:

Например, при генерации всех размещений из 5 элементов по 3 в случае, когда сами элементы обозначены латинскими буквами А, B, C, D, E, нужно получить следующую последовательность, представленную для компактности в виде 10 строк, каждая из которых представляет все возможные сочетания из 3 букв первого элемента строки (первые элементы строк представляют все возможные сочетания из 5 букв по 3:

ABC ACB BAC BCA CAB CBA.

ABD …

ABE …

ACD …

ACE …

ADE …

BCD …

BCE …

BDE …

CDE CED DCE DEC ECD EDC

Дата добавления: 2014-01-04