找出弦的所有排列的优雅方法是什么。例如,ba的排列,将是ba和ab,但更长的字符串,如abcdefgh?是否有Java实现示例?
当前回答
使用位操作可以很容易地做到这一点。“我们都知道,任何给定的有N个元素的集合有2N个可能的子集。如果我们用一个位来表示子集中的每个元素呢?位可以是0或1,因此我们可以用它来表示对应的元素是否属于这个给定的子集。所以每个位模式代表一个子集。”(复制文本)
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()));
}
其他回答
下面是两个c#版本(仅供参考): 1. 打印所有排列 2. 返回所有排列
算法的基本要点是(可能下面的代码更直观-尽管如此,下面的代码是做什么的一些解释): -从当前索引到集合的其余部分,交换当前索引处的元素 -递归地获得下一个索引中剩余元素的排列 -恢复秩序,通过重新交换
注意:上述递归函数将从起始索引中调用。
private void PrintAllPermutations(int[] a, int index, ref int count)
{
if (index == (a.Length - 1))
{
count++;
var s = string.Format("{0}: {1}", count, string.Join(",", a));
Debug.WriteLine(s);
}
for (int i = index; i < a.Length; i++)
{
Utilities.swap(ref a[i], ref a[index]);
this.PrintAllPermutations(a, index + 1, ref count);
Utilities.swap(ref a[i], ref a[index]);
}
}
private int PrintAllPermutations(int[] a)
{
a.ThrowIfNull("a");
int count = 0;
this.PrintAllPermutations(a, index:0, count: ref count);
return count;
}
版本2(与上面相同-但返回排列而不是打印)
private int[][] GetAllPermutations(int[] a, int index)
{
List<int[]> permutations = new List<int[]>();
if (index == (a.Length - 1))
{
permutations.Add(a.ToArray());
}
for (int i = index; i < a.Length; i++)
{
Utilities.swap(ref a[i], ref a[index]);
var r = this.GetAllPermutations(a, index + 1);
permutations.AddRange(r);
Utilities.swap(ref a[i], ref a[index]);
}
return permutations.ToArray();
}
private int[][] GetAllPermutations(int[] p)
{
p.ThrowIfNull("p");
return this.GetAllPermutations(p, 0);
}
单元测试
[TestMethod]
public void PermutationsTests()
{
List<int> input = new List<int>();
int[] output = { 0, 1, 2, 6, 24, 120 };
for (int i = 0; i <= 5; i++)
{
if (i != 0)
{
input.Add(i);
}
Debug.WriteLine("================PrintAllPermutations===================");
int count = this.PrintAllPermutations(input.ToArray());
Assert.IsTrue(count == output[i]);
Debug.WriteLine("=====================GetAllPermutations=================");
var r = this.GetAllPermutations(input.ToArray());
Assert.IsTrue(count == r.Length);
for (int j = 1; j <= r.Length;j++ )
{
string s = string.Format("{0}: {1}", j,
string.Join(",", r[j - 1]));
Debug.WriteLine(s);
}
Debug.WriteLine("No.OfElements: {0}, TotalPerms: {1}", i, count);
}
}
在这里和其他论坛给出的所有解决方案中,我最喜欢Mark Byers。这个描述实际上让我自己思考并编写了代码。 可惜我不能投票支持他的解决方案,因为我是新手。 无论如何,这是我对他的描述的实现
public class PermTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String str = "abcdef";
StringBuffer strBuf = new StringBuffer(str);
doPerm(strBuf,0);
}
private static void doPerm(StringBuffer str, int index){
if(index == str.length())
System.out.println(str);
else { //recursively solve this by placing all other chars at current first pos
doPerm(str, index+1);
for (int i = index+1; i < str.length(); i++) {//start swapping all other chars with current first char
swap(str,index, i);
doPerm(str, index+1);
swap(str,i, index);//restore back my string buffer
}
}
}
private static void swap(StringBuffer str, int pos1, int pos2){
char t1 = str.charAt(pos1);
str.setCharAt(pos1, str.charAt(pos2));
str.setCharAt(pos2, t1);
}
}
我更喜欢这个解决方案,而不是第一个解决方案,因为这个解决方案使用StringBuffer。我不会说我的解决方案没有创建任何临时字符串(它实际上在system.out.println中创建,其中调用StringBuffer的toString())。但我只是觉得这比第一个解决方案好太多的字符串字面值被创建。可能有些性能人员可以根据“内存”来评估这一点(对于“时间”来说,由于额外的“交换”,它已经滞后了)
这就是我通过对排列和递归函数调用的基本理解所做的。虽然要花点时间,但都是独立完成的。
public class LexicographicPermutations {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
String s="abc";
List<String>combinations=new ArrayList<String>();
combinations=permutations(s);
Collections.sort(combinations);
System.out.println(combinations);
}
private static List<String> permutations(String s) {
// TODO Auto-generated method stub
List<String>combinations=new ArrayList<String>();
if(s.length()==1){
combinations.add(s);
}
else{
for(int i=0;i<s.length();i++){
List<String>temp=permutations(s.substring(0, i)+s.substring(i+1));
for (String string : temp) {
combinations.add(s.charAt(i)+string);
}
}
}
return combinations;
}}
生成输出为[abc, acb, bac, bca, cab, cba]。
它背后的基本逻辑是
对于每个字符,将其视为第一个字符,并找出剩余字符的组合。例[abc](abc的组合)->。
a->[bc](a x Combination of (bc))->{abc,acb} b->[ac](b x组合(ac))->{bac,bca} c->[ab](c x Combination of (ab))->{cab,cba}
然后递归地分别调用每个[bc],[ac]和[ab]。
这里有一个优雅的,非递归的O(n!)解:
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;
}
使用Set操作建模“依赖于其他选择的选择”更容易理解相关排列 使用依赖排列,可用的选择减少,因为位置被从左到右的选定字符填充。递归调用的终端条件是测试可用选择集是否为空。当满足终端条件时,置换完成,并存储到“结果”列表中。
public static List<String> stringPermutation(String s) {
List<String> results = new ArrayList<>();
Set<Character> charSet = s.chars().mapToObj(m -> (char) m).collect(Collectors.toSet());
stringPermutation(charSet, "", results);
return results;
}
private static void stringPermutation(Set<Character> charSet,
String prefix, List<String> results) {
if (charSet.isEmpty()) {
results.add(prefix);
return;
}
for (Character c : charSet) {
Set<Character> newSet = new HashSet<>(charSet);
newSet.remove(c);
stringPermutation(newSet, prefix + c, results);
}
}
该代码可以泛化为一组对象查找排列。在本例中,我使用了一组颜色。
public enum Color{
ORANGE,RED,BULE,GREEN,YELLOW;
}
public static List<List<Color>> colorPermutation(Set<Color> colors) {
List<List<Color>> results = new ArrayList<>();
List<Color> prefix = new ArrayList<>();
permutation(colors, prefix, results);
return results;
}
private static <T> void permutation(Set<T> set, List<T> prefix, List<List<T>> results) {
if (set.isEmpty()) {
results.add(prefix);
return;
}
for (T t : set) {
Set<T> newSet = new HashSet<>(set);
List<T> newPrefix = new ArrayList<>(prefix);
newSet.remove(t);
newPrefix.add(t);
permutation(newSet, newPrefix, results);
}
}
测试代码。
public static void main(String[] args) {
List<String> stringPerm = stringPermutation("abcde");
System.out.println("# of permutations:" + stringPerm.size());
stringPerm.stream().forEach(e -> System.out.println(e));
Set<Color> colorSet = Arrays.stream(Color.values()).collect(Collectors.toSet());
List<List<Color>> colorPerm = colorPermutation(colorSet);
System.out.println("# of permutations:" + colorPerm.size());
colorPerm.stream().forEach(e -> System.out.println(e));
}
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