排列輪換是 排列 的一個 子集,其元素彼此交換位置。排列輪換在 Comtet (1974, p. 256) 中被稱為“軌道”。例如,在 排列群 中,(143) 是一個 3-輪換,(2) 是一個 1-輪換。這裡,符號 (143) 表示從原始排序
開始,第一個元素被第四個元素替換,第四個元素被第三個元素替換,第三個元素被第一個元素替換,即
。
在選擇迴圈分解的表示形式時有很大的自由度,因為 (1) 迴圈是不相交的,因此可以以任何順序指定,並且 (2) 給定迴圈的任何旋轉都指定相同的迴圈(Skiena 1990, p. 20)。因此,(431)(2)、(314)(2)、(143)(2)、(2)(431)、(2)(314) 和 (2)(143) 都描述了相同的排列。下表給出了對稱群在三個元素上的每個元素的表示形式集合,,按最低規範順序排序(首先按迴圈長度,然後按元素的最低初始順序)。
| {1,2,3} 的排列 | 符號 |
| (1)(2)(3) | |
| (1)(23) | |
| (3)(12) | |
| (123) | |
| (132) | |
| (2)(13) |
排列的迴圈分解可以使用 Wolfram 語言 中的函式計算PermutationCycles[p],以及對應於迴圈分解的排列可以使用以下函式計算PermutationList[c]。這裡,單個迴圈使用以下函式表示Cycles。在以前的版本中,可以使用效率較低的以下函式計算迴圈分解ToCycles[p],在 Wolfram 語言 包中Permutations`,並且對應於迴圈分解的 排列 可以使用以下函式計算FromCycles[c1, ..., cn
],在 Wolfram 語言 包中Permutations`。根據 Vardi (1991) 的說法,Wolfram 語言 程式碼對於ToCycles是有史以來最晦澀難懂的程式碼之一。
n 個符號上的每個 排列群 都可以唯一地表示為不相交迴圈的乘積(Skiena 1990, p. 20)。排列 的迴圈分解可以看作是 排列群 的一個 類。
階數為 的 排列群 中
-輪換的數量
由下式給出
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(1)
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其中 是第一類斯特林數。更一般地,設
是
的排列的數量,它恰好有
個迴圈,所有迴圈的長度都
。
有時被稱為關聯第一類斯特林數(Comtet 1974, p. 256)。量
出現在斯特林級數中係數的閉式表示式中(Comtet 1974, p. 257 和 267)。下表給出了
的三角形。
| Sloane | ||
| 1 | A008275 | 1; 1, 1; 2, 3, 1; 6, 11, 6, 1; 24, 50, 35, 10, 1; ... |
| 2 | A008306 | 1; 2; 6, 3; 24, 20; 120, 130, 15; 720, 924, 210; ... |
| 3 | A050211 | 2; 6; 24; 120, 40; 720, 420; 5040, 3948; 40320, ... |
| 4 | A050212 | 6; 24; 120; 720; 5040, 1260; 40320, 18144; ... |
| 5 | A050213 | 24; 120; 720; 5040; 40320; 362880, 72576; ... |
函式 由以下遞推關係式給出
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(2)
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其中 是下降階乘,結合初始條件
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(3)
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(4)
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(Riordan 1958, p. 85; Comtet 1974, p. 257)。