数学组合非常适宜用一个类来实现。你需要数据成员存储 n 的值(条目总数),k(每个子集元素的条目个数)的值,以及一个数组来保存每个组合元素的“原子”。 Figure 3 是表述某个Combination(组合)对象的基本代码和创建该组合对象第一个词典元素的构造函数,以及将它表示为一个字符串的代码。我决定使用C#,但你可以 轻松地将它改编为你所选的任意一种基于 .NET的编程语言。
我将这个代码放入类库(Class Library)编译后,我可以给它增加一个工程选项参数(Project Reference),并从 .NET 控制台 程序调用它,就象我在此所做的这样:
Combination c = new Combination(5,3);
Console.WriteLine("\nCombination c(5,3) is initially " + c.ToString());
下面的输出将显示在屏幕上: Combination c(5,3) is initially { 0 1 2 }
当组合类的构造函数进行如下调用时: Combination c = new Combination(5,3);
我在内存中获得一个对象,它表示五个条目中一次取三个的最初的词典排序的数学组合元素。内存中的对象可以被表示为如 Figure 4 所示。
Figure 4 内存中的对象
构造函数代码创建最初的组合元素时是相当简单的。两个代表条目总数和子集大小的参数被分别存储在数据成员 n 和 k 中。因为我处理的数值可能会很大, 所以我决定使用 C# 的 long 类型代替int 类型。如果我愿意的话,我可以用 ulong 类型(无符号 long)获得双倍的数值范围。我用子集的大小 k 来为一个 long 类型的命名数组分配空间,然后用 0 到 k-1 范围的整数填充每个数据单元。
计算组合元素的个数
现在我已经确定了如何创建一个组合对象,让我们看看组合的三个基本操作的第二个——根据某个给定的条目总数 n 及子集大小 k 来计算组合元素的总数。举个例子,如果你处理一次从 n=5 条目中取 k=3,这里有10种可能的组合元素:
{ 0, 1, 2 } { 0, 3, 4 }
{ 0, 1, 3 } { 1, 2, 3 }
{ 0, 1, 4 } { 1, 2, 4 }
{ 0, 2, 3 } { 1, 3, 4 }
{ 0, 2, 4 } { 2, 3, 4 }
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