Генерация всех перестановок данной строки

Question

Какой элегантный способ найти все перестановки строки.Например, ba, будет ba и ab, но как насчет abcdefgh?Есть ли пример реализации Java?

Answer 1

Моя реализация основана на описании Марка Байерса выше:

    static Set<String> permutations(String str){
        if (str.isEmpty()){
            return Collections.singleton(str);
        }else{
            Set <String> set = new HashSet<>();
            for (int i=0; i<str.length(); i++)
                for (String s : permutations(str.substring(0, i) + str.substring(i+1)))
                    set.add(str.charAt(i) + s);
            return set;
        }
    }

Answer 2

Улучшен код для того же

    static String permutationStr[];
    static int indexStr = 0;

    static int factorial (int i) {
        if (i == 1)
            return 1;
        else
            return i * factorial(i-1);
    }

    public static void permutation(String str) {
        char strArr[] = str.toLowerCase().toCharArray();
        java.util.Arrays.sort(strArr);

        int count = 1, dr = 1;
        for (int i = 0; i < strArr.length-1; i++){
            if ( strArr[i] == strArr[i+1]) {
                count++;
            } else {
                dr *= factorial(count);
                count = 1;
            }       
        }
        dr *= factorial(count);

        count = factorial(strArr.length) / dr;

        permutationStr = new String[count];

        permutation("", str);

        for (String oneStr : permutationStr){
            System.out.println(oneStr);
        }
    }

    private static void permutation(String prefix, String str) {
        int n = str.length();
        if (n == 0) {
            for (int i = 0; i < indexStr; i++){
                if(permutationStr[i].equals(prefix))
                    return;
            }        
            permutationStr[indexStr++] = prefix;
        } else {
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                permutation(prefix + str.charAt(i), str.substring(0, i) + str.substring(i + 1, n));
            }
        }
    }

Answer 3

Это решение C:

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


char* addLetter(char* string, char *c) {
    char* result = malloc(sizeof(string) + 2);
    strcpy(result, string);
    strncat(result, c, 1);
    return result;
}

char* removeLetter(char* string, char *c) {
    char* result = malloc(sizeof(string));
    int j = 0;
    for (int i = 0; i < strlen(string); i++) {
        if (string[i] != *c) {
            result[j++] = string[i];
        }
    }
    result[j] = '\0';

    return result;
}

void makeAnagram(char *anagram, char *letters) {

    if (*letters == '\0') {
        printf("%s\n", anagram);
        return;
    }

    char *c = letters;
    while (*c != '\0') {
        makeAnagram(addLetter(anagram, c),
                    removeLetter(letters, c));
        c++;
    }

}

int main() {

    makeAnagram("", "computer");

    return 0;
}

Answer 4

// вставляем каждый символ в массив

static ArrayList al = new ArrayList();

private static void findPermutation (String str){
    for (int k = 0; k < str.length(); k++) {
        addOneChar(str.charAt(k));
    }
}

//insert one char into ArrayList
private static void addOneChar(char ch){
    String lastPerStr;
    String tempStr;
    ArrayList locAl = new ArrayList();
    for (int i = 0; i < al.size(); i ++ ){
        lastPerStr = al.get(i).toString();
        //System.out.println("lastPerStr: " + lastPerStr);
        for (int j = 0; j <= lastPerStr.length(); j++) {
            tempStr = lastPerStr.substring(0,j) + ch + 
                    lastPerStr.substring(j, lastPerStr.length());
            locAl.add(tempStr);
            //System.out.println("tempStr: " + tempStr);
        }
    }
    if(al.isEmpty()){
        al.add(ch);
    } else {
        al.clear();
        al = locAl;
    }
}

private static void printArrayList(ArrayList al){
    for (int i = 0; i < al.size(); i++) {
        System.out.print(al.get(i) + "  ");
    }
}

Answer 5

Еще один простой способ - перебрать строку, выбрать символ, который еще не используется, и поместить его в буфер, продолжить цикл до тех пор, пока размер буфера не станет равным длине строки.Мне больше нравится это решение для отслеживания назад, потому что:

1. Легко понять
2. Легко избежать дублирования
3. Вывод отсортирован

Вот код Java:

List<String> permute(String str) {
  if (str == null) {
    return null;
  }

  char[] chars = str.toCharArray();
  boolean[] used = new boolean[chars.length];

  List<String> res = new ArrayList<String>();
  StringBuilder sb = new StringBuilder();

  Arrays.sort(chars);

  helper(chars, used, sb, res);

  return res;
}

void helper(char[] chars, boolean[] used, StringBuilder sb, List<String> res) {
  if (sb.length() == chars.length) {
    res.add(sb.toString());
    return;
  }

  for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
    // avoid duplicates
    if (i > 0 && chars[i] == chars[i - 1] && !used[i - 1]) {
      continue;
    }

    // pick the character that has not used yet
    if (!used[i]) {
      used[i] = true;
      sb.append(chars[i]);

      helper(chars, used, sb, res);

      // back tracking
      sb.deleteCharAt(sb.length() - 1);
      used[i] = false;
    }
  }
}

Строка ввода: 1231

Список вывода: {1123, 1132, 1213, 1231, 1312, 1321, 2113, 2131, 2311, 3112, 3121, 3211}

Заметил, что выходные данные отсортированы, и повторяющегося результата нет.

Answer 6

Это легко сделать с помощью битовых манипуляций. «Как мы все знаем, есть 2N возможных подмножеств любого данного набора с N элементами. Что если мы представим каждый элемент в подмножестве с битом? элемент принадлежит этому данному подмножеству или нет. Таким образом, каждый битовый шаблон будет представлять подмножество. " [Скопированный текст]

private void getPermutation(String str)
        {
            if(str==null)
                return;
            Set<String> StrList = new HashSet<String>();
            StringBuilder strB= new StringBuilder();
            for(int i = 0;i < (1 << str.length()); ++i)
            {
                strB.setLength(0); //clear the StringBuilder
                for(int j = 0;j < str.length() ;++j){
                    if((i & (1 << j))>0){  // to check whether jth bit is set
                        strB.append(str.charAt(j));
                    }
                }
                if(!strB.toString().isEmpty())
                    StrList.add(strB.toString());
            }
            System.out.println(Arrays.toString(StrList.toArray()));
        }

Answer 7

Это более быстрое решение, поскольку оно не страдает сложностью вычисления конкатенации строк O (n ^ 2).С другой стороны, его цикл без циклов, полностью рекурсивный

public static void main(String[] args) {
    permutation("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ");
}

private static void permutation(String str) {
    char[] stringArray = str.toCharArray();
    printPermutation(stringArray, 0, stringArray.length, 0, 1);
}

private static void printPermutation(char[] string, int loopCounter, int length, int indexFrom, int indexTo) {
    // Stop condition
    if (loopCounter == length)
        return;

    /* 
     When reaching the end of the array:
     1- Reset loop indices.
     2- Increase length counter. 
    */ 
    if (indexTo == length) {
        indexFrom = 0;
        indexTo = 1;
        ++loopCounter;
    }

    // Print.
    System.out.println(string);

    // Swap from / to indices.
    char temp = string[indexFrom];
    string[indexFrom] = string[indexTo];
    string[indexTo] = temp;

    // Go for next iteration.
    printPermutation(string, loopCounter, length, ++indexFrom, ++indexTo);
}

Answer 8

Вот реализация Java:

/* All Permutations of a String */

import java.util.*;
import java.lang.*;
import java.io.*;

/* Complexity O(n*n!) */
class Ideone
{
     public static ArrayList<String> strPerm(String str, ArrayList<String> list)
     {
        int len = str.length();
        if(len==1){
            list.add(str);
            return list;
        }

        list = strPerm(str.substring(0,len-1),list);
        int ls = list.size();
        char ap = str.charAt(len-1);
        for(int i=0;i<ls;i++){
            String temp = list.get(i);
            int tl = temp.length();
            for(int j=0;j<=tl;j++){
                list.add(temp.substring(0,j)+ap+temp.substring(j,tl));  
            }
        }

        while(true){
            String temp = list.get(0);
            if(temp.length()<len)
                list.remove(temp);
            else
                break;
        }

        return list;
    }

    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
        String str = "abc";
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        list = strPerm(str,list);
        System.out.println("Total Permutations : "+list.size());
        for(int i=0;i<list.size();i++)
            System.out.println(list.get(i));

    }
}

http://ideone.com/nWPb3k

Answer 9

На основании ответа из Марк Байерс , моя реализация на python:

def permutations(string):
    if len(string) == 1:
        return [string]
    permutations=[]
    for i in range(len(string)):
        for perm in permutations(string[:i]+string[i+1:]):
            permutations.append(string[i] + perm)
    return permutations

Answer 10

Перестановки строк с использованием Es6

Использование метода Reduce ()

const permutations = str => {
  if (str.length <= 2) 
  return str.length === 2 ? [str, str[1] + str[0]] : [str];
  
  return str
    .split('')
    .reduce(
      (acc, letter, index) =>
        acc.concat(permutations(str.slice(0, index) + str.slice(index + 1)).map(val => letter + val)),
      [] 
    );
};

console.log(permutations('STR'));