#!/usr/bin/env python

def perm(a, k=0):
   if k == len(a):
      print a
   else:
      for i in xrange(k, len(a)):
         a[k], a[i] = a[i] ,a[k]
         perm(a, k+1)
         a[k], a[i] = a[i], a[k]

perm([1,2,3])

输出：

[1, 2, 3]
[1, 3, 2]
[2, 1, 3]
[2, 3, 1]
[3, 2, 1]
[3, 1, 2]

当我交换列表的内容时，需要一个可变的序列类型作为输入。例如，烫发（list（“ball”）会起作用，而烫发（“ball”）不会起作用，因为你不能更改字符串。

这种Python实现的灵感来自Horowitz、Sahni和Rajasekeran在《计算机算法》一书中提出的算法。

使用标准库中的itertools.permutations：

import itertools
list(itertools.permutations([1, 2, 3]))

从这里改编的是itertools.permutations如何实现的演示：

def permutations(elements):
    if len(elements) <= 1:
        yield elements
        return
    for perm in permutations(elements[1:]):
        for i in range(len(elements)):
            # nb elements[0:1] works in both string and list contexts
            yield perm[:i] + elements[0:1] + perm[i:]

itertools.permutations文档中列出了两种替代方法

def permutations(iterable, r=None):
    # permutations('ABCD', 2) --> AB AC AD BA BC BD CA CB CD DA DB DC
    # permutations(range(3)) --> 012 021 102 120 201 210
    pool = tuple(iterable)
    n = len(pool)
    r = n if r is None else r
    if r > n:
        return
    indices = range(n)
    cycles = range(n, n-r, -1)
    yield tuple(pool[i] for i in indices[:r])
    while n:
        for i in reversed(range(r)):
            cycles[i] -= 1
            if cycles[i] == 0:
                indices[i:] = indices[i+1:] + indices[i:i+1]
                cycles[i] = n - i
            else:
                j = cycles[i]
                indices[i], indices[-j] = indices[-j], indices[i]
                yield tuple(pool[i] for i in indices[:r])
                break
        else:
            return

另一个基于itertools.product：

def permutations(iterable, r=None):
    pool = tuple(iterable)
    n = len(pool)
    r = n if r is None else r
    for indices in product(range(n), repeat=r):
        if len(set(indices)) == r:
            yield tuple(pool[i] for i in indices)

使用计数器

from collections import Counter

def permutations(nums):
    ans = [[]]
    cache = Counter(nums)

    for idx, x in enumerate(nums):
        result = []
        for items in ans:
            cache1 = Counter(items)
            for id, n in enumerate(nums):
                if cache[n] != cache1[n] and items + [n] not in result:
                    result.append(items + [n])

        ans = result
    return ans
permutations([1, 2, 2])
> [[1, 2, 2], [2, 1, 2], [2, 2, 1]]

我使用了一种基于阶乘数系统的算法——对于长度为n的列表，您可以逐项组装每个排列，从每个阶段留下的项目中进行选择。第一项有n个选项，第二项有n-1个选项，最后一项只有一个选项，因此可以使用阶乘数系统中数字的数字作为索引。这是数字0到n-1对应于词典顺序中的所有可能的排列。

from math import factorial
def permutations(l):
    permutations=[]
    length=len(l)
    for x in xrange(factorial(length)):
        available=list(l)
        newPermutation=[]
        for radix in xrange(length, 0, -1):
            placeValue=factorial(radix-1)
            index=x/placeValue
            newPermutation.append(available.pop(index))
            x-=index*placeValue
        permutations.append(newPermutation)
    return permutations

permutations(range(3))

输出：

[[0, 1, 2], [0, 2, 1], [1, 0, 2], [1, 2, 0], [2, 0, 1], [2, 1, 0]]

此方法是非递归的，但在我的计算机上速度稍慢，xrange在n！太大，无法转换为C长整数（我的n=13）。当我需要它的时候，它已经足够了，但它远没有itertools.permutations。

如果不想使用内置方法，例如：

import itertools
list(itertools.permutations([1, 2, 3]))

你可以自己实现permute函数

from collections.abc import Iterable


def permute(iterable: Iterable[str]) -> set[str]:
    perms = set()

    if len(iterable) == 1:
        return {*iterable}

    for index, char in enumerate(iterable):
        perms.update([char + perm for perm in permute(iterable[:index] + iterable[index + 1:])])

    return perms


if __name__ == '__main__':
    print(permute('abc'))
    # {'bca', 'abc', 'cab', 'acb', 'cba', 'bac'}
    print(permute(['1', '2', '3']))
    # {'123', '312', '132', '321', '213', '231'}

此解决方案实现了一个生成器，以避免在内存中保留所有排列：

def permutations (orig_list):
    if not isinstance(orig_list, list):
        orig_list = list(orig_list)

    yield orig_list

    if len(orig_list) == 1:
        return

    for n in sorted(orig_list):
        new_list = orig_list[:]
        pos = new_list.index(n)
        del(new_list[pos])
        new_list.insert(0, n)
        for resto in permutations(new_list[1:]):
            if new_list[:1] + resto <> orig_list:
                yield new_list[:1] + resto