前回は順列を生成するクラスを作成しました。nPkの公式を知っていれば、
問題2 「n個の数値からk個を取る組合せ」を全て列挙するプログラムを作りましょう。
1からnまでの整数からk個取り出す場合を考えましょう。そして、
出力の形式は
- カウント:1番目の数値,2番目の数値,・
・ ・ ,k番目の数値
としましょう。
組合せを生成するクラスはCombinationという名前にします。以下にスケルトンを示します。正しく処理するためのコードを追加して完成させましょう。
/*
* class Combination
* 目的: 組合せに必要なメソッドを備える
*/
import java.util.ArrayList;
class Combination {
//プライベートな変数・オブジェクトの宣言
ArrayList _E = new ArrayList();
int _n;
int _k;
/*
* 目的: コンストラクタ。組合せに必要な変数を用意し、
* 組合せを作成する。
* 引数: nCk のn,k
*/
Combination(int n,int k){
_n = n; _k = k;
/*
-------------------------------------------
（1）Permutationクラスを利用して順列を作成する。
（2）Permutationクラスで生成した順列を1つ1つ読み込む。
（3）読み込んだ順列がユニークな組合せならば_Eに保持。
-------------------------------------------
*/
}// end of Constructor Combination()
/*
* 目的: n,k へのアクセッサ
* 戻り値: n,k の値
*/
public int getN(){
return _n;
}
public int getK(){
return _k;
}// end of getN,getK
/*
* 目的: 指定番目(0..(nCk-1)) の組合せを返す。
* 引数: 添字, 組合せを格納する配列
*/
public void getElements(int count, int val[]){
}// end of getElements
/*
* 目的: 引数で指定された順番の順列を返す
* 引数: 生成した順列の添字
* 戻り値: CSV 形式の文字列
*/
public String toString(int count){
}// end of toString
/*
* 目的: 組合せの数を返す
* 戻り値: 組合せの数
*/
public long getSize(){
}// end of getSize
} // end of class Combination 完成したCombination クラスを利用して、
//サンプルコード
//問題2「n 個の数値からk 個を取る組合せ」を全て列挙するプログラムを作りましょう。
//filename : TestCombination.java
import java.util.ArrayList;
class TestCombination {
public static void main(String[] args) {
int n=3;
int k=2;
Combination c = new Combination(n,k);
System.out.println("C("+c.getN()+","+c.getK()+")="
+c.getSize());
System.out.println("全ての組合せを表示します。");
System.out.println("toString を利用");
for(int i=0; i<c.getSize(); ++i){
System.out.println(i + ":" + c.toString(i));
}
System.out.println("直接値を取得");
int temp[] = new int[k];
for(int i=0; i<c.getSize(); ++i){
String result = "";
c.getElements(i,temp);
result += i+":";
for(int j=0; j<temp.length; ++j){
result += temp[j];
if(j!=temp.length-1){
result += ",";
}
}
System.out.println(result);
}
}// end of main
}// end of class TestCombinationTestCombination.
C>java TestCombination
C(3,2)=3
全ての組合せを表示します。
toString を利用
0:0,1
1:0,2
2:1,2
直接値を取得
0:0,1
1:0,2
2:1,2解説
それでは、
/*
* class Combination
* 目的: 組合せに必要なメソッドを備える
*/
import java.util.ArrayList;
class Combination {
//プライベートな変数・オブジェクトの宣言
ArrayList<ArrayList> _E = new ArrayList<ArrayList>();
int _n;
int _k;
/*
* 目的: コンストラクタ。組合せに必要な変数を用意し、
* 組合せを作成する。
* 引数: nCk のn,k
*/
Combination(int n,int k){
_n = n; _k = k;
//引数チェック
if (_k>_n || _k<0 || _n<0) {
_n=0;_k=0; //不当な引数であるため、0 とする。
}
int temp[] = new int[_k];
//(1)
Permutation _p = new Permutation(_n,_k);
//(2)
for (int i=0; i<_p.getSize(); ++i){
_p.getElements(i,temp);
//(3)
if(isUniqueElement(temp) == true){
ArrayList<Integer> Nums = new ArrayList<Integer>();
for(int j=0; j<_k; ++j) {
Nums.add(temp[j]);
}
_E.add(Nums);
}
}
}// end of Constructor Permutation()
/*
* 目的: n,k へのアクセッサ
* 戻り値: n,k の値
*/
public int getN(){
return _n;
}
public int getK(){
return _k;
}// end of getN,getK
/*
* 目的: 指定番目(0..(nCk-1)) の組合せを返す。
* 引数: 添字, 組合せを格納する配列
*/
public void getElements(int count, int val[]){
ArrayList<Integer> temp = new ArrayList<Integer>();
if(count < getSize()){
temp = _E.get(count);
for(int i=0; i<temp.size(); ++i){
val[i]=temp.get(i);
}
}
}// end of getElements
/*
* 目的: 引数で指定された順番の順列を返す
* 引数: 生成した順列の添字
* 戻り値: CSV 形式の文字列
*/
public String toString(int count){
ArrayList<Integer> temp = new ArrayList<Integer>();
temp = _E.get(count);
String result = "";
for (int i=0; i<_k; ++i){
result += temp.get(i);
if (i != _k-1) result += ",";
}
return result;
}// end of toString
/*
* 目的: 組合せの数を返す
* 戻り値: 組合せの数
*/
public long getSize(){
long size = 0;
size = factorial(_n) / factorial(_n - _k) / factorial(_k);
return size;
}// end of getSize
//- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
//PRIVATE METHODS
//- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
//階乗計算
private long factorial(int n) {
if ( n == 0 ) {// n が0 になったら1 を返して脱出
return 1;
} else {
return n*factorial(n-1);// 再帰呼び出し
}
}
//_E に同じ組合せがないかチェック
//重複があればfalse を返す。ユニークならtrue。
private boolean isUniqueElement(int val[]){
java.util.Arrays.sort(val);
int temp[] = new int[_k];
for(int i=0; i<_E.size(); ++i){
getElements(i,temp);
java.util.Arrays.sort(temp);
boolean match = true;
for(int j=0; j<temp.length; ++j){
if(val[j] != temp[j]){
match = false;
break;//ほんのちょっと時間節約
}
}
//_E のi 番目の要素がval と一致したら終了
if(match == true) return false;
}
//val は_E の全ての要素と一致しなかった
return true;
}// end of isUniqueElement
} // end of class Combination今回はここまで
Permutationクラスを利用することで、
これで、