Все возможные комбинации списка ценностей

Question

У меня есть список целых чисел в моей программе на C #. Тем не менее, я знаю количество элементов в моем списке только во время выполнения.

Допустим, ради простоты мой список {1, 2, 3} Теперь мне нужно сгенерировать все возможные комбинации следующим образом. {1, 2, 3} {1, 2} {1, 3} {2, 3} {1} {2} {3}

Может кто-нибудь помочь с этим?

Answer 1

попробуйте это:

static void Main(string[] args)
{

    GetCombination(new List<int> { 1, 2, 3 });
}

static void GetCombination(List<int> list)
{
    double count = Math.Pow(2, list.Count);
    for (int i = 1; i <= count - 1; i++)
    {
        string str = Convert.ToString(i, 2).PadLeft(list.Count, '0');
        for (int j = 0; j < str.Length; j++)
        {
            if (str[j] == '1')
            {
                Console.Write(list[j]);
            }
        }
        Console.WriteLine();
    }
}

Answer 2

Вот два общих решения для строго типизированных списков, которые будут возвращать все уникальные комбинации членов списка (если вы можете решить это с помощью более простого кода, я приветствую вас):

// Recursive
public static List<List<T>> GetAllCombos<T>(List<T> list)
{
  List<List<T>> result = new List<List<T>>();
  // head
  result.Add(new List<T>());
  result.Last().Add(list[0]);
  if (list.Count == 1)
    return result;
  // tail
  List<List<T>> tailCombos = GetAllCombos(list.Skip(1).ToList());
  tailCombos.ForEach(combo =>
  {
    result.Add(new List<T>(combo));
    combo.Add(list[0]);
    result.Add(new List<T>(combo));
  });
  return result;
}

// Iterative, using 'i' as bitmask to choose each combo members
public static List<List<T>> GetAllCombos<T>(List<T> list)
{
  int comboCount = (int) Math.Pow(2, list.Count) - 1;
  List<List<T>> result = new List<List<T>>();
  for (int i = 1; i < comboCount + 1; i++)
  {
    // make each combo here
    result.Add(new List<T>());
    for (int j = 0; j < list.Count; j++)
    {
      if ((i >> j) % 2 != 0)
        result.Last().Add(list[j]);
    }
  }
  return result;
}

// Example usage
List<List<int>> combos = GetAllCombos(new int[] { 1, 2, 3 }.ToList());

Answer 3

Вот общее решение с использованием рекурсии

public static ICollection<ICollection<T>> Permutations<T>(ICollection<T> list) {
    var result = new List<ICollection<T>>();
    if (list.Count == 1) { // If only one possible permutation
        result.Add(list); // Add it and return it
        return result;
    }
    foreach (var element in list) { // For each element in that list
        var remainingList = new List<T>(list);
        remainingList.Remove(element); // Get a list containing everything except of chosen element
        foreach (var permutation in Permutations<T>(remainingList)) { // Get all possible sub-permutations
            permutation.Add(element); // Add that element
            result.Add(permutation);
        }
    }
    return result;
}

Я знаю, что это старый пост, но кто-то может найти это полезным.

Answer 4

Этот ответ использует тот же алгоритм, что и ojlovecd и (для его итеративного решения) jaolho. Единственное, что я добавляю - это возможность фильтровать результаты по минимальному количеству элементов в комбинациях. Это может быть полезно, например, если вас интересуют только комбинации, содержащие как минимум два элемента.

Редактировать: По запросу @ user3610374 был добавлен фильтр для максимального количества элементов.

Редактировать 2: По предложению @stannius алгоритм был изменен, чтобы сделать его более эффективным для случаев, когда требуются не все комбинации.

  /// <summary>
  /// Method to create lists containing possible combinations of an input list of items. This is 
  /// basically copied from code by user "jaolho" on this thread:
  /// /4212111/vse-vozmozhnye-kombinatsii-spiska-tsennostei
  /// </summary>
  /// <typeparam name="T">type of the items on the input list</typeparam>
  /// <param name="inputList">list of items</param>
  /// <param name="minimumItems">minimum number of items wanted in the generated combinations, 
  ///                            if zero the empty combination is included,
  ///                            default is one</param>
  /// <param name="maximumItems">maximum number of items wanted in the generated combinations,
  ///                            default is no maximum limit</param>
  /// <returns>list of lists for possible combinations of the input items</returns>
  public static List<List<T>> ItemCombinations<T>(List<T> inputList, int minimumItems = 1, 
                                                  int maximumItems = int.MaxValue)
  {
     int nonEmptyCombinations = (int)Math.Pow(2, inputList.Count) - 1;
     List<List<T>> listOfLists = new List<List<T>>(nonEmptyCombinations + 1);

     // Optimize generation of empty combination, if empty combination is wanted
     if (minimumItems == 0)
        listOfLists.Add(new List<T>());

     if (minimumItems <= 1 && maximumItems >= inputList.Count)
     {
        // Simple case, generate all possible non-empty combinations
        for (int bitPattern = 1; bitPattern <= nonEmptyCombinations; bitPattern++)
           listOfLists.Add(GenerateCombination(inputList, bitPattern));
     }
     else
     {
        // Not-so-simple case, avoid generating the unwanted combinations
        for (int bitPattern = 1; bitPattern <= nonEmptyCombinations; bitPattern++)
        {
           int bitCount = CountBits(bitPattern);
           if (bitCount >= minimumItems && bitCount <= maximumItems)
              listOfLists.Add(GenerateCombination(inputList, bitPattern));
        }
     }

     return listOfLists;
  }

  /// <summary>
  /// Sub-method of ItemCombinations() method to generate a combination based on a bit pattern.
  /// </summary>
  private static List<T> GenerateCombination<T>(List<T> inputList, int bitPattern)
  {
     List<T> thisCombination = new List<T>(inputList.Count);
     for (int j = 0; j < inputList.Count; j++)
     {
        if ((bitPattern >> j & 1) == 1)
           thisCombination.Add(inputList[j]);
     }
     return thisCombination;
  }

  /// <summary>
  /// Sub-method of ItemCombinations() method to count the bits in a bit pattern. Based on this:
  /// https://graphics.stanford.edu/~seander/bithacks.html#CountBitsSetKernighan
  /// </summary>
  private static int CountBits(int bitPattern)
  {
     int numberBits = 0;
     while (bitPattern != 0)
     {
        numberBits++;
        bitPattern &= bitPattern - 1;
     }
     return numberBits;
  }

Answer 5

Другое решение с использованием Linq и рекурсии ...

static void Main(string[] args)
    {
        List<List<long>> result = new List<List<long>>();

        List<long> set = new List<long>() { 1, 2, 3, 4 };

        GetCombination<long>(set, result);

        result.Add(set);

        IOrderedEnumerable<List<long>> sorted = result.OrderByDescending(s => s.Count);

        sorted.ToList().ForEach(l => { l.ForEach(l1 => Console.Write(l1 + " ")); Console.WriteLine(); });
    }

    private static void GetCombination<T>(List<T> set, List<List<T>> result)
    {
        for (int i = 0; i < set.Count; i++)
        {
            List<T> temp = new List<T>(set.Where((s, index) => index != i));

            if (temp.Count > 0 && !result.Where(l => l.Count == temp.Count).Any(l => l.SequenceEqual(temp)))
            {
                result.Add(temp);

                GetCombination<T>(temp, result);
            }
        }
    }

Answer 6

Во-первых, учитывая набор из n элементов, вы вычисляете из него все комбинации из k элементов (nCk).Вы должны изменить значение k с 1 на n, чтобы удовлетворить ваши требования.

См. Эту статью codeproject для кода C # для генерации комбинаций.

В случае, если вызаинтересованы в разработке алгоритма комбинирования самостоятельно, проверьте этот ТА вопрос , где есть много ссылок на соответствующий материал.

Answer 7

public class CombinationGenerator{
    private readonly Dictionary<int, int> currentIndexesWithLevels = new Dictionary<int, int>();
    private readonly LinkedList<List<int>> _combinationsList = new LinkedList<List<int>>();
    private readonly int _combinationLength;

    public CombinationGenerator(int combinationLength)
    {
        _combinationLength = combinationLength;
    }

    private void InitializeLevelIndexes(List<int> list)
    {
        for (int i = 0; i < _combinationLength; i++)
        {
            currentIndexesWithLevels.Add(i+1, i);
        }
    }

    private void UpdateCurrentIndexesForLevels(int level)
    {
        int index;
        if (level == 1)
        {
            index = currentIndexesWithLevels[level];
            for (int i = level; i < _combinationLength + 1; i++)
            {
                index = index + 1;
                currentIndexesWithLevels[i] = index;
            }
        }
        else
        {
            int previousLevelIndex;
            for (int i = level; i < _combinationLength + 1; i++)
            {
                if (i > level)
                {
                    previousLevelIndex = currentIndexesWithLevels[i - 1];
                    currentIndexesWithLevels[i] = previousLevelIndex + 1;
                }
                else
                {
                    index = currentIndexesWithLevels[level];
                    currentIndexesWithLevels[i] = index + 1;
                }
            }
        }
    }

    public void FindCombinations(List<int> list, int level, Stack<int> stack)
    {
        int currentIndex;
        InitializeLevelIndexes(list);
        while (true)
        {
            currentIndex = currentIndexesWithLevels[level];
            bool levelUp = false;          
            for (int i = currentIndex; i < list.Count; i++)
            {
                if (level < _combinationLength)
                {
                    currentIndex = currentIndexesWithLevels[level];
                    MoveToUpperLevel(ref level, stack, list, currentIndex);
                    levelUp = true;
                    break;
                }
                levelUp = false;
                stack.Push(list[i]);
                if (stack.Count == _combinationLength)
                {
                    AddCombination(stack);
                    stack.Pop();
                }                                                                                 
            }

            if (!levelUp)
            {
                MoveToLowerLevel(ref level, stack, list, ref currentIndex);
                while (currentIndex >= list.Count - 1)
                {
                    if (level == 1)
                    {
                        AdjustStackCountToCurrentLevel(stack, level);
                        currentIndex = currentIndexesWithLevels[level];
                        if (currentIndex >= list.Count - 1)
                        {
                            return;
                        }
                        UpdateCurrentIndexesForLevels(level);
                    }
                    else
                    {
                        MoveToLowerLevel(ref level, stack, list, ref currentIndex);
                    }
              }
          }                               
       }
    }

    private void AddCombination(Stack<int> stack)
    {
        List<int> listNew = new List<int>();
        listNew.AddRange(stack);
        _combinationsList.AddLast(listNew);
    }

    private void MoveToUpperLevel(ref int level, Stack<int> stack, List<int> list, int index)
    {
        stack.Push(list[index]);
        level++;
    }

    private void MoveToLowerLevel(ref int level, Stack<int> stack, List<int> list, ref int currentIndex)
    {
        if (level != 1)
        {
            level--;
        }
        AdjustStackCountToCurrentLevel(stack, level);
        UpdateCurrentIndexesForLevels(level);
        currentIndex = currentIndexesWithLevels[level];
    }

    private void AdjustStackCountToCurrentLevel(Stack<int> stack, int currentLevel)
    {
        while (stack.Count >= currentLevel)
        {
            if (stack.Count != 0)
                stack.Pop();
        }
    }

    public void PrintPermutations()
    {
        int count = _combinationsList.Where(perm => perm.Count() == _combinationLength).Count();
        Console.WriteLine("The number of combinations is " + count);
    }

}

Answer 8

protected List<List<T>> AllCombos<T>(Func<List<T>, List<T>, bool> comparer, params T[] items)
    {
        List<List<T>> results = new List<List<T>>();
        List<T> workingWith = items.ToList();
        results.Add(workingWith);
        items.ToList().ForEach((x) =>
        {
            results.Add(new List<T>() { x });
        });
        for (int i = 0; i < workingWith.Count(); i++)
        {
            T removed = workingWith[i];
            workingWith.RemoveAt(i);
            List<List<T>> nextResults = AllCombos2(comparer, workingWith.ToArray());
            results.AddRange(nextResults);
            workingWith.Insert(i, removed);
        }
        results = results.Where(x => x.Count > 0).ToList();
        for (int i = 0; i < results.Count; i++)
        {
            List<T> list = results[i];
            if (results.Where(x => comparer(x, list)).Count() > 1)
            {
                results.RemoveAt(i);
            }
        }

        return results;
    }

    protected List<List<T>> AllCombos2<T>(Func<List<T>, List<T>, bool> comparer, params T[] items)
    {
        List<List<T>> results = new List<List<T>>();
        List<T> workingWith = items.ToList();
        if (workingWith.Count > 1)
        {
            results.Add(workingWith);
        }
        for (int i = 0; i < workingWith.Count(); i++)
        {
            T removed = workingWith[i];
            workingWith.RemoveAt(i);
            List<List<T>> nextResults = AllCombos2(comparer, workingWith.ToArray());
            results.AddRange(nextResults);
            workingWith.Insert(i, removed);
        }
        results = results.Where(x => x.Count > 0).ToList();
        for (int i = 0; i < results.Count; i++)
        {
            List<T> list = results[i];
            if (results.Where(x => comparer(x, list)).Count() > 1)
            {
                results.RemoveAt(i);
            }
        }

        return results;
    }

Это сработало для меня, оно немного сложнее и на самом деле принимает функцию обратного вызова компаратора, а на самом деле это две функции, разница в том, что AllCombos явно добавляет списки отдельных элементов. Это очень сырой и, безусловно, может быть обрезан, но он выполняет свою работу. Любые предложения по рефакторингу приветствуются. Спасибо,

Answer 9

Предполагая, что все элементы в коллекции initail различны , мы можем попытаться использовать Linq для запроса;Обобщим решение:

Код:

public static IEnumerable<T[]> Permutations<T>(IEnumerable<T> source) {
  if (null == source)
    throw new ArgumentNullException(nameof(source));

  T[] data = source.ToArray();

  return Enumerable
    .Range(0, 1 << (data.Length))
    .Select(index => data
       .Where((v, i) => (index & (1 << i)) != 0)
       .ToArray());
}

Демо:

  var data = new char[] { 'A', 'B', 'C' };

  var result = Permutations(data);

  foreach (var item in result)
    Console.WriteLine($"[{string.Join(", ", item)}]);

Результат:

[]
[A]
[B]
[A, B]
[C]
[A, C]
[B, C]
[A, B, C]

Если вы хотите исключить исходный пустой массив, поставьте .Range(1, (1 << (data.Length)) - 1) вместо .Range(0, 1 << (data.Length))

Answer 10

Несколько более обобщенная версия для Linq с использованием C # 7. Здесь выполняется фильтрация по элементам, которые имеют два элемента.

static void Main(string[] args)
{
    foreach (var vals in Combos(new[] { "0", "1", "2", "3" }).Where(v => v.Skip(1).Any() && !v.Skip(2).Any()))
        Console.WriteLine(string.Join(", ", vals));
}

static IEnumerable<IEnumerable<T>> Combos<T>(T[] arr)
{
    IEnumerable<T> DoQuery(long j, long idx)
    {
        do
        {
            if ((j & 1) == 1) yield return arr[idx];
        } while ((j >>= 1) > 0 && ++idx < arr.Length);
    }
    for (var i = 0; i < Math.Pow(2, arr.Length); i++)
        yield return DoQuery(i, 0);
}