C語言面試編程題：全排列

題目內容：
 有一隊待列隊士兵，每個士兵有一個唯一編號，請完善以下 queues 函數，列出所有可能的列隊方式，不可重複。
 請注意 queues 函數的健壯性
 例：有士兵 5, 9, 14
 可能的列隊方式如下
    [5, 9, 14]
    [5, 14, 9]
    [9, 5, 14]
    [9, 14, 5]
    [14, 9, 5]
    [14, 5, 9]

/**
 * 深度優先遍歷
 * 參數: soldiers  士兵編號數組
 *       count 	soldiers 中包含的士兵數量
 *       pFlag 記錄每個士兵是否被選過，選過置1，否則置0
 *	 queueNo 排列序號
 *	 depth	遞歸到第幾層
 *       temp_array 臨時存放排列數的數組
 *	 return_array 士兵所有排列方式的遍歷結果數組
 * 返回: void
 **/
static void dfs(int* soldiers, int count, int* pFlag, int* queueNo, int depth, int *temp_array, int *return_array){
    int i = 0;
    int j = 0;
    int x = 0;
    if (depth == count)
    {
		for(x = 0; x<count; x++)	return_array[*queueNo * count + x] = temp_array[x];
		*queueNo += 1;
        return;
    }
    for (i = 0; i < count; i++)
    {
        if (0 == pFlag[i])
        {
            j = i;
            temp_array[depth] = soldiers[i];
            pFlag[i] = 1;
            dfs(soldiers, count, pFlag, queueNo, depth + 1, temp_array, return_array);
            pFlag[j] = 0;
        }
    }
    return;
}
/**
 * 遍歷士兵的排列方式，並返回
 * 參數: soldiers [int[]] 士兵編號數組
 *       count [int] soldiers 中包含的士兵數量
 *       queueCount [int*] 計算得到的不同的排列方式數量，輸出
 * 返回: 士兵所有排列方式的遍歷結果數組，count 個爲一個排列方式，
 *       共 queueCount 種不同排列，數組中應有 queueCount * count 個 int 數據，
 *       返回內容的空間由 malloc 創建，外層代碼需要調用 free 釋放。
 *       若失敗返回 NULL
 **/
int* queues(int* soldiers, int count, int* queueCount)
{
	// 補充本函數
	int *return_array = NULL;		//返回數組指針
	int *pFlag =NULL;				//狀態標誌位
	int *temp_array = NULL;
	int i;
	int queueNo = 0;				//隊列序號
	//計算queueCount的值
	*queueCount = 1;
	for(i = 2;i<=count;i++)	*queueCount *= i; 
	//申請空間
	return_array = (int*)malloc(*queueCount * count * sizeof(int));
	temp_array = (int*)malloc(count * sizeof(int));
	pFlag = (int*)malloc(sizeof(int) * count);
	memset(pFlag, 0x00, sizeof(int) * count);
	//深度優先遍歷
	dfs(soldiers, count, pFlag, &queueNo, 0, temp_array, return_array);
	free(temp_array);
	temp_array = NULL;
	free(pFlag);
	pFlag = NULL;
	return return_array;
}

int main()
{
    int soldiers[] = {5,9,14};
    int* results;
    int resultCount;
    int i, j;

    int soldierCount = sizeof(soldiers) / sizeof(int);

    printf("待排列士兵:");
    for (i = 0; i < soldierCount; i++)
        printf(" %d", soldiers[i]);
    printf("\n");

    results = queues(soldiers, soldierCount, &resultCount);
    if (results == NULL)
    {
        printf("遍歷排列方式失敗\n");
        return -1;
    }

    printf("士兵可能隊列:\n");
    for (i = 0; i < resultCount; i++)
    {
        printf("  [%d", results[i * soldierCount]);
        for (j = 1; j < soldierCount; j++)
            printf(", %d", results[i * soldierCount + j]);
        printf("]\n");
    }

    free(results);
	results = NULL;
    return 0;
}