Сгенерировать список всех возможных перестановок строки

Хотя это не совсем ответ на ваш вопрос, вот один из способов сгенерировать каждую перестановку букв из ряда строк одинаковой длины: например, если вашими словами были «кофе», «joomla» и «moodle», вы можете ожидайте вывода типа "coodle", "joodee", "joffle" и т. д.

По сути, количество комбинаций - это (количество слов) в степени (количество букв в слове). Итак, выберите случайное число от 0 до количества комбинаций - 1, преобразуйте это число в основание (количество слов), затем используйте каждую цифру этого числа в качестве индикатора, из какого слова взять следующую букву.

например: в приведенном выше примере. 3 слова, 6 букв = 729 комбинаций. Выберите случайное число: 465. Преобразуйте в основание 3: 122020. Возьмите первую букву из слова 1, 2-ю из слова 2, 3-ю из слова 2, 4-ю из слова 0 ... и вы получите ... "joofle".

Если вам нужны все перестановки, просто выполните цикл от 0 до 728. Конечно, если вы просто выбираете одно случайное значение, гораздо более простым и менее запутанным способом будет перебирать буквы. Этот метод позволяет избежать рекурсии, если вам нужны все перестановки, плюс он заставляет вас выглядеть так, как будто вы знаете математику ^(tm) !

Если количество комбинаций слишком велико, вы можете разбить его на серию более мелких слов и соединить их в конце.

Лучше использовать поиск с возвратом

#include <stdio.h>
#include <string.h>

void swap(char *a, char *b) {
    char temp;
    temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

void print(char *a, int i, int n) {
    int j;
    if(i == n) {
        printf("%s\n", a);
    } else {
        for(j = i; j <= n; j++) {
            swap(a + i, a + j);
            print(a, i + 1, n);
            swap(a + i, a + j);
        }
    }
}

int main(void) {
    char a[100];
    gets(a);
    print(a, 0, strlen(a) - 1);
    return 0;
}

С # итеративно:

public List<string> Permutations(char[] chars)
    {
        List<string> words = new List<string>();
        words.Add(chars[0].ToString());
        for (int i = 1; i < chars.Length; ++i)
        {
            int currLen = words.Count;
            for (int j = 0; j < currLen; ++j)
            {
                var w = words[j];
                for (int k = 0; k <= w.Length; ++k)
                {
                    var nstr = w.Insert(k, chars[i].ToString());
                    if (k == 0)
                        words[j] = nstr;
                    else
                        words.Add(nstr);
                }
            }
        }
        return words;
    }

Рекурсивное решение на питоне. Преимущество этого кода в том, что он экспортирует словарь с ключами в виде строк и всеми возможными перестановками в виде значений. Включены все возможные длины строк, так что фактически вы создаете надмножество.

Если вам нужны только окончательные перестановки, вы можете удалить другие ключи из словаря.

В этом коде словарь перестановок является глобальным.

В базовом случае я сохраняю значение как обе возможности в списке. perms['ab'] = ['ab','ba'] .

Для большей длины строки функция относится к более низкой длине строки и включает ранее вычисленные перестановки.

Функция выполняет две функции:

• вызывает себя с меньшей строкой
• возвращает список перестановок конкретной строки, если она уже доступна. Если они возвращены самому себе, они будут использоваться для добавления к персонажу и создания новых перестановок.

Дорого по памяти.

perms = {}
def perm(input_string):
    global perms
    if input_string in perms:
        return perms[input_string] # This will send a list of all permutations
    elif len(input_string) == 2:
        perms[input_string] = [input_string, input_string[-1] + input_string [-2]]
        return perms[input_string]
    else:
        perms[input_string] = []
        for index in range(0, len(input_string)):
            new_string = input_string[0:index] + input_string[index +1:]
            perm(new_string)
            for entries in perms[new_string]:
                perms[input_string].append(input_string[index] + entries)
    return perms[input_string]

def gen( x,y,list): #to generate all strings inserting y at different positions
list = []
list.append( y+x )
for i in range( len(x) ):
    list.append( func(x,0,i) + y + func(x,i+1,len(x)-1) )
return list 

def func( x,i,j ): #returns x[i..j]
z = '' 
for i in range(i,j+1):
    z = z+x[i]
return z 

def perm( x , length , list ): #perm function
if length == 1 : # base case
    list.append( x[len(x)-1] )
    return list 
else:
    lists = perm( x , length-1 ,list )
    lists_temp = lists #temporarily storing the list 
    lists = []
    for i in range( len(lists_temp) ) :
        list_temp = gen(lists_temp[i],x[length-2],lists)
        lists += list_temp 
    return lists

Рекурсивное решение с драйверным main() методом.

public class AllPermutationsOfString {
public static void stringPermutations(String newstring, String remaining) {
    if(remaining.length()==0)
        System.out.println(newstring);

    for(int i=0; i<remaining.length(); i++) {
        String newRemaining = remaining.replaceFirst(remaining.charAt(i)+"", "");
        stringPermutations(newstring+remaining.charAt(i), newRemaining);
    }
}

public static void main(String[] args) {
    String string = "abc";
    AllPermutationsOfString.stringPermutations("", string); 
}

}

Здесь есть много хороших ответов. Я также предлагаю очень простое рекурсивное решение на C++.

#include <string>
#include <iostream>

template<typename Consume>
void permutations(std::string s, Consume consume, std::size_t start = 0) {
    if (start == s.length()) consume(s);
    for (std::size_t i = start; i < s.length(); i++) {
        std::swap(s[start], s[i]);
        permutations(s, consume, start + 1);
    }
}

int main(void) {
    std::string s = "abcd";
    permutations(s, [](std::string s) {
        std::cout << s << std::endl;
    });
}

Примечание : строки с повторяющимися символами не создают уникальных перестановок.

def permutation(str)
  posibilities = []
  str.split('').each do |char|
    if posibilities.size == 0
      posibilities[0] = char.downcase
      posibilities[1] = char.upcase
    else
      posibilities_count = posibilities.length
      posibilities = posibilities + posibilities
      posibilities_count.times do |i|
        posibilities[i] += char.downcase
        posibilities[i+posibilities_count] += char.upcase
      end
    end
  end
  posibilities
end

Вот мой взгляд на нерекурсивную версию

Питонический раствор:

from itertools import permutations
s = 'ABCDEF'
p = [''.join(x) for x in permutations(s)]

код, написанный для языка java:

пакет namo.algorithms;

import java.util.Scanner;

public class Permuations {

public static int totalPermutationsCount = 0;
    public static void main(String[] args) {

        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("input string : ");
        String inputString = sc.nextLine();
        System.out.println("given input String ==> "+inputString+ " :: length is = "+inputString.length());
        findPermuationsOfString(-1, inputString);
        System.out.println("**************************************");
        System.out.println("total permutation strings ==> "+totalPermutationsCount);
    }


    public  static void findPermuationsOfString(int fixedIndex, String inputString) {
        int currentIndex = fixedIndex +1;

        for (int i = currentIndex; i < inputString.length(); i++) {
            //swap elements and call the findPermuationsOfString()

            char[] carr = inputString.toCharArray();
            char tmp = carr[currentIndex];
            carr[currentIndex] = carr[i];
            carr[i] = tmp;
            inputString =  new String(carr);

            //System.out.println("chat At : current String ==> "+inputString.charAt(currentIndex));
            if(currentIndex == inputString.length()-1) {
                totalPermutationsCount++;
                System.out.println("permuation string ==> "+inputString);
            } else {
                //System.out.println("in else block>>>>");
                findPermuationsOfString(currentIndex, inputString);
                 char[] rarr = inputString.toCharArray();
                    char rtmp = carr[i];
                    carr[i] = carr[currentIndex];
                    carr[currentIndex] = rtmp;
                    inputString =  new String(carr);
            }
        }
    }

}

Возможные перестановки строк можно вычислить с помощью рекурсивной функции. Ниже приводится одно из возможных решений.

public static String insertCharAt(String s, int index, char c) {
        StringBuffer sb = new StringBuffer(s);
        StringBuffer sbb = sb.insert(index, c);
        return sbb.toString();
}

public static ArrayList<String> getPerm(String s, int index) {
        ArrayList<String> perm = new ArrayList<String>();

        if (index == s.length()-1) {
            perm.add(String.valueOf(s.charAt(index)));
            return perm;
        }

        ArrayList<String> p = getPerm(s, index+1);
        char c = s.charAt(index);

        for(String pp : p) {
            for (int idx=0; idx<pp.length()+1; idx++) {
                String ss = insertCharAt(pp, idx, c);
                perm.add(ss);
            }
        }

        return perm;    
}

public static void testGetPerm(String s) {
        ArrayList<String> perm = getPerm(s,0);
        System.out.println(s+" --> total permutation are :: "+perm.size());
        System.out.println(perm.toString());
}

Рекурсивный подход

func StringPermutations(inputStr string) (permutations []string) {
    for i := 0; i < len(inputStr); i++ {
        inputStr = inputStr[1:] + inputStr[0:1]
        if len(inputStr) <= 2 {
            permutations = append(permutations, inputStr)
            continue
        }
        leftPermutations := StringPermutations(inputStr[0 : len(inputStr)-1])
        for _, leftPermutation := range leftPermutations {
            permutations = append(permutations, leftPermutation+inputStr[len(inputStr)-1:])
        }
    }
    return
}

У вас будет много струн, это точно ...

Где x и y - это то, как вы их определяете, а r - количество символов, из которых мы выбираем, - если я правильно вас понимаю. Вы обязательно должны генерировать их по мере необходимости, а не быть небрежным и, скажем, сгенерировать набор мощности, а затем отфильтровать длину строк.

Следующее определенно не лучший способ их создания, но тем не менее интересно.

Кнут (том 4, глава 2, 7.2.1.3) говорит нам, что (s, t) -комбинация эквивалентна s + 1 вещей, взятых t за раз с повторением - (s, t) -комбинация используется Кнут, что равно . Мы можем выяснить это, сначала сгенерировав каждую (s, t) -комбинацию в двоичной форме (т.е. длины (s + t)) и посчитав количество нулей слева от каждой единицы.

10001000011101 -> становится перестановкой: {0, 3, 4, 4, 4, 1}

Некоторый рабочий код Java, основанный на ответе Сарпа :

public class permute {

    static void permute(int level, String permuted,
                    boolean used[], String original) {
        int length = original.length();
        if (level == length) {
            System.out.println(permuted);
        } else {
            for (int i = 0; i < length; i++) {
                if (!used[i]) {
                    used[i] = true;
                    permute(level + 1, permuted + original.charAt(i),
                       used, original);
                    used[i] = false;
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello";
        boolean used[] = {false, false, false, false, false};
        permute(0, "", used, s);
    }
}

Я просто быстро придумал это в Ruby:

def perms(x, y, possible_characters)
  all = [""]
  current_array = all.clone
  1.upto(y) { |iteration|
    next_array = []
    current_array.each { |string|
      possible_characters.each { |c|
        value = string + c
        next_array.insert next_array.length, value
        all.insert all.length, value
      }
    }
    current_array = next_array
  }
  all.delete_if { |string| string.length < x }
end

Вы можете изучить языковой API для встроенных функций типа перестановки, и вы, возможно, сможете написать более оптимизированный код, но если числа настолько высоки, я не уверен, что есть много способов обойтись без большого количества результатов. .

В любом случае, идея кода заключается в том, чтобы начать со строки длины 0, а затем отслеживать все строки длины Z, где Z - текущий размер в итерации. Затем просмотрите каждую строку и добавьте каждый символ в каждую строку. Наконец, в конце удалите все, что было ниже порога x, и верните результат.

Я не тестировал его с потенциально бессмысленным вводом (список нулевых символов, странные значения x и y и т. Д.).

Это перевод Ruby-версии Майка на Common Lisp:

(defun perms (x y original-string)
  (loop with all = (list "")
        with current-array = (list "")
        for iteration from 1 to y
        do (loop with next-array = nil
                 for string in current-array
                 do (loop for c across original-string
                          for value = (concatenate 'string string (string c))
                          do (push value next-array)
                             (push value all))
                    (setf current-array (reverse next-array)))
        finally (return (nreverse (delete-if #'(lambda (el) (< (length el) x)) all)))))

И еще одна версия, немного короче и использующая больше функций петли:

(defun perms (x y original-string)
  (loop repeat y
        collect (loop for string in (or (car (last sets)) (list ""))
                      append (loop for c across original-string
                                   collect (concatenate 'string string (string c)))) into sets
        finally (return (loop for set in sets
                              append (loop for el in set when (>= (length el) x) collect el)))))

Рекурсивное решение в C++

int main (int argc, char * const argv[]) {
        string s = "sarp";
        bool used [4];
        permute(0, "", used, s);
}

void permute(int level, string permuted, bool used [], string &original) {
    int length = original.length();

    if(level == length) { // permutation complete, display
        cout << permuted << endl;
    } else {
        for(int i=0; i<length; i++) { // try to add an unused character
            if(!used[i]) {
                used[i] = true;
                permute(level+1, original[i] + permuted, used, original); // find the permutations starting with this string
                used[i] = false;
            }
        }
}

Вот простое слово C# рекурсивное решение:

Метод:

public ArrayList CalculateWordPermutations(string[] letters, ArrayList words, int index)
        {
            bool finished = true;
            ArrayList newWords = new ArrayList();
            if (words.Count == 0)
            {
                foreach (string letter in letters)
                {
                    words.Add(letter);
                }
            }

            for(int j=index; j<words.Count; j++)
            {
                string word = (string)words[j];
                for(int i =0; i<letters.Length; i++)
                {
                    if(!word.Contains(letters[i]))
                    {
                        finished = false;
                        string newWord = (string)word.Clone();
                        newWord += letters[i];
                        newWords.Add(newWord);
                    }
                }
            }

            foreach (string newWord in newWords)
            {   
                words.Add(newWord);
            }

            if(finished  == false)
            {
                CalculateWordPermutations(letters, words, words.Count - newWords.Count);
            }
            return words;
        }

Звонок:

string[] letters = new string[]{"a","b","c"};
ArrayList words = CalculateWordPermutations(letters, new ArrayList(), 0);

Вы можете посмотреть « Эффективное перечисление подмножеств набора », в котором описывается алгоритм, позволяющий выполнить часть того, что вы хотите - быстро сгенерировать все подмножества из N символов от длины x до y. Он содержит реализацию на C.

Для каждого подмножества вам все равно придется сгенерировать все перестановки. Например, если вам нужно 3 символа из «abcde», этот алгоритм даст вам «abc», «abd», «abe» ... но вам придется переставлять каждый из них, чтобы получить «acb», «bac», «BCA» и др.

Вот простое решение на C#.

Он генерирует только различные перестановки данной строки.

    static public IEnumerable<string> permute(string word)
    {
        if (word.Length > 1)
        {

            char character = word[0];
            foreach (string subPermute in permute(word.Substring(1)))
            {

                for (int index = 0; index <= subPermute.Length; index++)
                {
                    string pre = subPermute.Substring(0, index);
                    string post = subPermute.Substring(index);

                    if (post.Contains(character))
                            continue;                       

                    yield return pre + character + post;
                }

            }
        }
        else
        {
            yield return word;
        }
    }

Нерекурсивное решение по примеру Knuth, Python:

def nextPermutation(perm):
    k0 = None
    for i in range(len(perm)-1):
        if perm[i]<perm[i+1]:
            k0=i
    if k0 == None:
        return None

    l0 = k0+1
    for i in range(k0+1, len(perm)):
        if perm[k0] < perm[i]:
            l0 = i

    perm[k0], perm[l0] = perm[l0], perm[k0]
    perm[k0+1:] = reversed(perm[k0+1:])
    return perm

perm=list("12345")
while perm:
    print perm
    perm = nextPermutation(perm)

... а вот версия C:

void permute(const char *s, char *out, int *used, int len, int lev)
{
    if (len == lev) {
        out[lev] = '\0';
        puts(out);
        return;
    }

    int i;
    for (i = 0; i < len; ++i) {
        if (! used[i])
            continue;

        used[i] = 1;
        out[lev] = s[i];
        permute(s, out, used, len, lev + 1);
        used[i] = 0;
    }
    return;
}

permute (ABC) -> A.perm (BC) -> A.perm [B.perm (C)] -> A.perm [( * B C), (C B * )] -> [( * A BC ), (B A C), (BC A * ), ( * A CB), (C A B), (CB A * )] Чтобы удалить дубликаты при вставке каждого алфавита, проверьте, заканчивается ли предыдущая строка тем же алфавитом (почему? -упражнение)

public static void main(String[] args) {

    for (String str : permStr("ABBB")){
        System.out.println(str);
    }
}

static Vector<String> permStr(String str){

    if (str.length() == 1){
        Vector<String> ret = new Vector<String>();
        ret.add(str);
        return ret;
    }

    char start = str.charAt(0);
    Vector<String> endStrs = permStr(str.substring(1));
    Vector<String> newEndStrs = new Vector<String>();
    for (String endStr : endStrs){
        for (int j = 0; j <= endStr.length(); j++){
            if (endStr.substring(0, j).endsWith(String.valueOf(start)))
                break;
            newEndStrs.add(endStr.substring(0, j) + String.valueOf(start) + endStr.substring(j));
        }
    }
    return newEndStrs;
}

Печатает все перестановки без дубликатов

Вот элегантное, нерекурсивное решение O (n!):

public static StringBuilder[] permutations(String s) {
        if (s.length() == 0)
            return null;
        int length = fact(s.length());
        StringBuilder[] sb = new StringBuilder[length];
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            sb[i] = new StringBuilder();
        }
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char ch = s.charAt(i);
            int times = length / (i + 1);
            for (int j = 0; j < times; j++) {
                for (int k = 0; k < length / times; k++) {
                    sb[j * length / times + k].insert(k, ch);
                }
            }
        }
        return sb;
    }