康托展开

(1)康托展开:设X为一个排列在所有排列中排第几个:

X=a[n]*(n-1)!+a[n-1]*(n-2)!+...+a[i]*(i-1)!+...+a[1]*0!

其中a[i]为当前未出现的元素中是排在第几个(从0开始),这就是传说中的康托展开

例如    蓝桥杯

题目描述:

X星系的某次考古活动发现了史前智能痕迹。
这是一些用来计数的符号,经过分析它的计数规律如下:
(为了表示方便,我们把这些奇怪的符号用a~q代替)
abcdefghijklmnopq 表示0
abcdefghijklmnoqp 表示1
abcdefghijklmnpoq 表示2
abcdefghijklmnpqo 表示3
abcdefghijklmnqop 表示4
abcdefghijklmnqpo 表示5
abcdefghijklmonpq 表示6
abcdefghijklmonqp 表示7
.....
在一处石头上刻的符号是:
bckfqlajhemgiodnp
请你计算出它表示的数字是多少?


#include<bits/stdc++.h>
typedef long long ll;
using namespace std;
int main()
{
    map<char,int>my;
    for(int i=0;i<=26;i++){
        my['a'+i]=i+1;
    }
    char str1[18]={"bckfqlajhemgiodnp"};
    ll a[18],b[18];
    for(int i=0;i<17;i++){
        a[i]=my[str1[i]];
    }
    ll p[18]={1};
    for(ll i=1;i<=18;i++){
        p[i]=p[i-1]*i;
    }
    int vis[18]={0};
    ll ans=0;
    for(int i=0;i<17;i++){
        vis[a[i]]=1;
        int cnt=0;
        for(int j=a[i];j>0;j--){
            if(vis[j]==0){
                cnt++;
            }
        }
        ans=ans+(p[17-(i+1)]*cnt);
    }
    printf("%lld\n",ans);
    return 0;
}

题目描述 
定义一个数字为幸运数字当且仅当它的所有数位都是4或者7。
比如说,47、744、4都是幸运数字而5、17、467都不是。
现在想知道在1...n的第k小的排列(permutation,https://en.wikipedia.org/wiki/Permutation)中,有多少个幸运数字所在的位置的序号也是幸运数字。
输入描述:
第一行两个整数n,k。
1 <= n,k <= 1000,000,000
输出描述:
一个数字表示答案。
如果n没有k个排列,输出-1。
示例1
输入
7 4
输出

1


题解:k<=1000000000,但是13!>k,因此除了最后13位,前边的所有位都是固定的,可以直接数出多少个幸运数字,剩下的最后13位,因为考虑到第k小,我们就可以用到逆康托展开了,复杂度最大也就13*13了。

逆康托展开:顾名思义,就是反过来的康托展开,假如让你求第k小的排列情况,令k/(n-1)!,求出a[n],然后k%(n-1)!,一次类推求出n个位置上的值,这一过程我们可以通过正向展开理解,仔细观察式子,会发现a[n]*(n-1)!一定比后边所有项之和要大,所以你每次除上a[i]相应的系数,所得就是这一位上后边有几个比这个数小的数,因此就可以暴力找出这一项应该填数字几,到这里应该就讲的差不多了。。。


#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<algorithm>
using namespace std;
#define ll long long
#define inf 5e9
ll n,k,ans,vis[20],a[20];
ll num[20],q[1000005],pre[20]={1};
void dfs(ll x,ll y)
{
	if(x>y) return;
	if(x) ans++;
	dfs(x*10+4,y);
	dfs(x*10+7,y);
}
int jud(ll x)
{
	while(x)
	{
		int tmp=x%10;
		if(tmp!=4 && tmp!=7)
			return 0;
		x/=10;
	}
	return 1;
}
int main(void)
{
	for(int i=1;i<=13;i++) 
		pre[i]=(ll)i*pre[i-1];
	scanf("%lld%lld",&n,&k);
	if(n<13 && k>pre[n])
	{
		printf("-1\n");
		return 0;
	}
	k--;ll m=min(n,13ll);
	for(int i=m;i>0;i--)
	{
		ll t=k/pre[i-1];k%=pre[i-1];
		for(int j=1;j<=m;j++)
		{
			if(!vis[j])
			{
				if(!t)
				{
					vis[j]=1;
					a[i]=n-m+j;
					break;
				}
				t--;
			}
		}
	}
	dfs(0ll,n-m);
	for(int i=1;i<=m;i++)
		if(jud(n-i+1) && jud(a[i]))
			ans++;
	printf("%lld\n",ans);
	return 0;
}

逆康托展开

在(1,2,3,4,5)给出61可以算出起排列组合为 34152。由上述的计算过程可以容易的逆推回来,具体过程如下:

  • 用 61 / 4! = 2余13,说明a[5]=2,说明比首位小的数有2个,所以首位为3。
  • 用 13 / 3! = 2余1,说明a[4]=2,说明在第二位之后小于第二位的数有2个,所以第二位为4。
  • 用 1 / 2! = 0余1,说明a[3]=0,说明在第三位之后没有小于第三位的数,所以第三位为1。
  • 用 1 / 1! = 1余0,说明a[2]=1,说明在第二位之后小于第四位的数有1个,所以第四位为5。
  • 最后一位自然就是剩下的数2啦。
  • 通过以上分析,所求排列组合为 34152。


#include<iostream>  
#include<cstring>  
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;  
long int factory[]={1, 1, 2, 6, 24, 120, 720, 5040, 40320, 362880}; 
void decontor(int x, int n)  {
    vector<int> v;
    vector<int> a;
    for(int i = 1; i <= n; i++) v.push_back(i);
    sort(v.begin(), v.end());
    for(int i = n-1; i >= 0; i--) {  
        int r = x % factory[i];
        int t = x / factory[i];
        x = r;
        a.push_back(v[t]);
        v.erase(v.begin()+t);
    }
    for(int i = 0; i < a.size(); i++) cout << a[i];                          
}  
int main()  
{  
      int x, n;
    cin >> x >> n;
    decontor(x, n);   
    return 0;  
}

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