一、排列树的定义
排列树就是一个能表示全排列的树形结构。全排列咱们都学过,就是所有可能的排列。
当问题的解是n个元素的某个排列时,其解空间(全部可能解构成的集合)就是n个元素的全排列,称为排列树。
以3个元素{1、2、3}的全排列为例,排列树如下:
(排列树图)
二、排列树的性质
1.节点表示:排列树的每个节点都表示一个部分排列,即n个元素中的某些元素按一定顺序排列的结果。根节点通常表示空排列或初始状态,叶节点表示完整的排列。
2.子节点生成:通过在节点后添加剩余元素中的一个来生成其子节点。也就是说,子节点和前面已生成了节点不能重复。正是这一要求使其体现出排列特征。
3.遍历方式:排列树可以通过深度优先搜索(DFS)等算法进行遍历。
4.排列数量:n个元素的全排列共有n!种(n的阶乘),意味着其叶节点数量也是n!。
三、排列树的经典应用
排列树常用于解决需要生成所有可能排列的问题,如八皇后问题、旅行商问题等。
解决此类问题时一般都需要遍历整个排列数,需用到回溯算法(其实就是深度优先搜索)。