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

基于Mark Byers的回答,我想出了这个解决方案:

JAVA

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        myPerm("ABCD", 0);
    }

    private static void myPerm(String str, int index)
    {
        if (index == str.length()) System.out.println(str);

        for (int i = index; i < str.length(); i++)
        {
            char prefix = str.charAt(i);
            String suffix = str.substring(0,i) + str.substring(i+1);

            myPerm(prefix + suffix, index + 1);
        }
    }
}

C#

我还使用新的c# 8.0范围操作符在c#中编写了该函数

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            myPerm("ABCD", 0);
        }

        private static void myPerm(string str, int index)
        {
            if (index == str.Length) Console.WriteLine(str);

            for (int i = index; i < str.Length; i++)
            {
                char prefix = str[i];
                string suffix = str[0..i] + str[(i + 1)..];

                myPerm(prefix + suffix, index + 1);
            }
        }
    

我们只是把每个字母放在开头,然后排列。 第一次迭代是这样的:

/*
myPerm("ABCD",0)  
  prefix = "A"  
  suffix = "BCD"  
  myPerm("ABCD",1)  
    prefix = "B"  
    suffix = "ACD"  
    myPerm("BACD",2)  
      prefix = "C"  
      suffix = "BAD"  
      myPerm("CBAD",3)  
        prefix = "D"  
        suffix = "CBA"  
        myPerm("DCBA",4)  
          Console.WriteLine("DCBA")
*/

其他回答

基于Mark Byers的回答,我的python实现:

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

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));
}

python实现

def getPermutation(s, prefix=''):
        if len(s) == 0:
                print prefix
        for i in range(len(s)):
                getPermutation(s[0:i]+s[i+1:len(s)],prefix+s[i] )



getPermutation('abcd','')

递归是不必要的,甚至你可以直接计算任何排列,这个解决方案使用泛型来排列任何数组。

这里有关于这个algorihtm的很好的信息。

对于c#开发人员来说,这里有更有用的实现。

public static void main(String[] args) {
    String word = "12345";

    Character[] array = ArrayUtils.toObject(word.toCharArray());
    long[] factorials = Permutation.getFactorials(array.length + 1);

    for (long i = 0; i < factorials[array.length]; i++) {
        Character[] permutation = Permutation.<Character>getPermutation(i, array, factorials);
        printPermutation(permutation);
    }
}

private static void printPermutation(Character[] permutation) {
    for (int i = 0; i < permutation.length; i++) {
        System.out.print(permutation[i]);
    }
    System.out.println();
}

该算法计算每个排列的时间和空间复杂度为O(N)。

public class Permutation {
    public static <T> T[] getPermutation(long permutationNumber, T[] array, long[] factorials) {
        int[] sequence = generateSequence(permutationNumber, array.length - 1, factorials);
        T[] permutation = generatePermutation(array, sequence);

        return permutation;
    }

    public static <T> T[] generatePermutation(T[] array, int[] sequence) {
        T[] clone = array.clone();

        for (int i = 0; i < clone.length - 1; i++) {
            swap(clone, i, i + sequence[i]);
        }

        return clone;
    }

    private static int[] generateSequence(long permutationNumber, int size, long[] factorials) {
        int[] sequence = new int[size];

        for (int j = 0; j < sequence.length; j++) {
            long factorial = factorials[sequence.length - j];
            sequence[j] = (int) (permutationNumber / factorial);
            permutationNumber = (int) (permutationNumber % factorial);
        }

        return sequence;
    }

    private static <T> void swap(T[] array, int i, int j) {
        T t = array[i];
        array[i] = array[j];
        array[j] = t;
    }

    public static long[] getFactorials(int length) {
        long[] factorials = new long[length];
        long factor = 1;

        for (int i = 0; i < length; i++) {
            factor *= i <= 1 ? 1 : i;
            factorials[i] = factor;
        }

        return factorials;
    }
}

使用递归。

依次尝试每个字母作为第一个字母,然后使用递归调用找到剩余字母的所有排列。 基本情况是,当输入是空字符串时,唯一的排列就是空字符串。