另一个具有组合索引惰性生成的c#版本。这个版本维护了一个索引数组来定义所有值列表和当前组合值之间的映射，即在整个运行时不断使用O(k)额外的空间。该代码在O(k)时间内生成单个组合，包括第一个组合。

public static IEnumerable<T[]> Combinations<T>(this T[] values, int k)
{
    if (k < 0 || values.Length < k)
        yield break; // invalid parameters, no combinations possible

    // generate the initial combination indices
    var combIndices = new int[k];
    for (var i = 0; i < k; i++)
    {
        combIndices[i] = i;
    }

    while (true)
    {
        // return next combination
        var combination = new T[k];
        for (var i = 0; i < k; i++)
        {
            combination[i] = values[combIndices[i]];
        }
        yield return combination;

        // find first index to update
        var indexToUpdate = k - 1;
        while (indexToUpdate >= 0 && combIndices[indexToUpdate] >= values.Length - k + indexToUpdate)
        {
            indexToUpdate--;
        }

        if (indexToUpdate < 0)
            yield break; // done

        // update combination indices
        for (var combIndex = combIndices[indexToUpdate] + 1; indexToUpdate < k; indexToUpdate++, combIndex++)
        {
            combIndices[indexToUpdate] = combIndex;
        }
    }
}

测试代码:

foreach (var combination in new[] {'a', 'b', 'c', 'd', 'e'}.Combinations(3))
{
    System.Console.WriteLine(String.Join(" ", combination));
}

输出:

a b c
a b d
a b e
a c d
a c e
a d e
b c d
b c e
b d e
c d e

不需要进行集合操作。这个问题几乎和循环K个嵌套循环一样，但你必须小心索引和边界(忽略Java和OOP的东西):

 public class CombinationsGen {
    private final int n;
    private final int k;
    private int[] buf;

    public CombinationsGen(int n, int k) {
        this.n = n;
        this.k = k;
    }

    public void combine(Consumer<int[]> consumer) {
        buf = new int[k];
        rec(0, 0, consumer);
    }

    private void rec(int index, int next, Consumer<int[]> consumer) {
        int max = n - index;

        if (index == k - 1) {
            for (int i = 0; i < max && next < n; i++) {
                buf[index] = next;
                next++;
                consumer.accept(buf);
            }
        } else {
            for (int i = 0; i < max && next + index < n; i++) {
                buf[index] = next;
                next++;
                rec(index + 1, next, consumer);
            }
        }
    }
}

像这样使用:

 CombinationsGen gen = new CombinationsGen(5, 2);

 AtomicInteger total = new AtomicInteger();
 gen.combine(arr -> {
     System.out.println(Arrays.toString(arr));
     total.incrementAndGet();
 });
 System.out.println(total);

获得预期的结果:

[0, 1]
[0, 2]
[0, 3]
[0, 4]
[1, 2]
[1, 3]
[1, 4]
[2, 3]
[2, 4]
[3, 4]
10

最后，将索引映射到您可能拥有的任何数据集。

如果你可以使用SQL语法——比如，如果你使用LINQ访问一个结构或数组的字段，或者直接访问一个数据库，其中有一个名为“Alphabet”的表，只有一个字符字段“Letter”，你可以适应以下代码:

SELECT A.Letter, B.Letter, C.Letter
FROM Alphabet AS A, Alphabet AS B, Alphabet AS C
WHERE A.Letter<>B.Letter AND A.Letter<>C.Letter AND B.Letter<>C.Letter
AND A.Letter<B.Letter AND B.Letter<C.Letter

这将返回所有3个字母的组合，不管你在表格“字母表”中有多少个字母(它可以是3,8,10,27等)。

如果你想要的是所有的排列，而不是组合(也就是说，你想要“ACB”和“ABC”被视为不同的，而不是只出现一次)，只需删除最后一行(and一行)，就完成了。

Post-Edit:重新阅读问题后，我意识到需要的是通用算法，而不仅仅是选择3个项目的特定算法。Adam Hughes的答案是完整的，不幸的是我还不能投票。这个答案很简单，但只适用于你想要三样东西的时候。

《计算机程序设计艺术》第4卷第3册有大量这样的内容，它们可能比我描述的更适合你的特定情况。

格雷码

你会遇到的一个问题当然是内存，很快，你会在你的集合中遇到20个元素的问题——20C3 = 1140。如果你想遍历这个集合，最好使用修改过的灰码算法，这样你就不会把它们都保存在内存中。这将从前一个组合中生成下一个组合并避免重复。有很多不同的用途。我们想要最大化连续组合之间的差异吗?最小化?等等。

一些描述灰色代码的原始论文:

Hamilton路径与最小变化算法 相邻交换组合生成算法

以下是涉及该主题的其他一些论文:

Eades、Hickey、Read相邻交换组合生成算法的高效实现(PDF, Pascal代码) 结合发电机 组合灰色编码综述(PostScript) 灰色编码的一种算法

Chase's Twiddle(算法)

菲利普·J·蔡斯，《算法382:N个对象中M个对象的组合》(1970)

该算法在C…

按字典顺序排列的组合索引(Buckles算法515)

还可以通过索引(按字典顺序)引用组合。意识到索引应该是基于索引从右到左的一些变化，我们可以构造一些应该恢复组合的东西。

So, we have a set {1,2,3,4,5,6}... and we want three elements. Let's say {1,2,3} we can say that the difference between the elements is one and in order and minimal. {1,2,4} has one change and is lexicographically number 2. So the number of 'changes' in the last place accounts for one change in the lexicographical ordering. The second place, with one change {1,3,4} has one change but accounts for more change since it's in the second place (proportional to the number of elements in the original set).

我所描述的方法是一种解构，从集合到索引，我们需要做相反的事情——这要复杂得多。这就是巴克尔斯解决问题的方法。我写了一些C来计算它们，做了一些小改动——我使用集合的索引而不是一个数字范围来表示集合，所以我们总是从0…n开始工作。 注意:

由于组合是无序的，{1,3,2}={1,2,3}——我们将它们按字典顺序排列。 该方法有一个隐式的0来开始第一个差值集。

词典顺序组合索引(麦卡弗里)

还有另一种方法:，它的概念更容易掌握和编程，但它没有Buckles的优化。幸运的是，它也不会产生重复的组合:

最大化的集合，其中。

例如:27 = C (6, 4) + C (5,3) + C (2, 2) + C(1, 1)。那么，第27个单词的字典组合是{1,2,5,6}，它们是你想要查找的任何集合的索引。下面的例子(OCaml)，需要选择函数，留给读者:

(* this will find the [x] combination of a [set] list when taking [k] elements *)
let combination_maccaffery set k x =
    (* maximize function -- maximize a that is aCb              *)
    (* return largest c where c < i and choose(c,i) <= z        *)
    let rec maximize a b x =
        if (choose a b ) <= x then a else maximize (a-1) b x
    in
    let rec iterate n x i = match i with
        | 0 -> []
        | i ->
            let max = maximize n i x in
            max :: iterate n (x - (choose max i)) (i-1)
    in
    if x < 0 then failwith "errors" else
    let idxs =  iterate (List.length set) x k in
    List.map (List.nth set) (List.sort (-) idxs)

一个小而简单的组合迭代器

为了教学目的，提供了以下两个算法。它们实现了一个迭代器和(更通用的)文件夹整体组合。 它们尽可能快，复杂度为O(nCk)。内存消耗受k约束。

我们将从迭代器开始，它将为每个组合调用用户提供的函数

let iter_combs n k f =
  let rec iter v s j =
    if j = k then f v
    else for i = s to n - 1 do iter (i::v) (i+1) (j+1) done in
  iter [] 0 0

更通用的版本将从初始状态开始调用用户提供的函数和状态变量。因为我们需要在不同的状态之间传递状态，所以我们不使用for循环，而是使用递归，

let fold_combs n k f x =
  let rec loop i s c x =
    if i < n then
      loop (i+1) s c @@
      let c = i::c and s = s + 1 and i = i + 1 in
      if s < k then loop i s c x else f c x
    else x in
  loop 0 0 [] x

我已经编写了一个类来处理处理二项式系数的常见函数，这是您的问题属于的问题类型。它执行以下任务:

Outputs all the K-indexes in a nice format for any N choose K to a file. The K-indexes can be substituted with more descriptive strings or letters. This method makes solving this type of problem quite trivial. Converts the K-indexes to the proper index of an entry in the sorted binomial coefficient table. This technique is much faster than older published techniques that rely on iteration. It does this by using a mathematical property inherent in Pascal's Triangle. My paper talks about this. I believe I am the first to discover and publish this technique, but I could be wrong. Converts the index in a sorted binomial coefficient table to the corresponding K-indexes. Uses Mark Dominus method to calculate the binomial coefficient, which is much less likely to overflow and works with larger numbers. The class is written in .NET C# and provides a way to manage the objects related to the problem (if any) by using a generic list. The constructor of this class takes a bool value called InitTable that when true will create a generic list to hold the objects to be managed. If this value is false, then it will not create the table. The table does not need to be created in order to perform the 4 above methods. Accessor methods are provided to access the table. There is an associated test class which shows how to use the class and its methods. It has been extensively tested with 2 cases and there are no known bugs.

要了解这个类并下载代码，请参见将二项式系数表化。

将这个类转换为c++应该不难。

这是我对javascript的贡献(没有递归)

set = ["q0", "q1", "q2", "q3"]
collector = []


function comb(num) {
  results = []
  one_comb = []
  for (i = set.length - 1; i >= 0; --i) {
    tmp = Math.pow(2, i)
    quotient = parseInt(num / tmp)
    results.push(quotient)
    num = num % tmp
  }
  k = 0
  for (i = 0; i < results.length; ++i)
    if (results[i]) {
      ++k
      one_comb.push(set[i])
    }
  if (collector[k] == undefined)
    collector[k] = []
  collector[k].push(one_comb)
}


sum = 0
for (i = 0; i < set.length; ++i)
  sum += Math.pow(2, i)
 for (ii = sum; ii > 0; --ii)
  comb(ii)
 cnt = 0
for (i = 1; i < collector.length; ++i) {
  n = 0
  for (j = 0; j < collector[i].length; ++j)
    document.write(++cnt, " - " + (++n) + " - ", collector[i][j], "<br>")
  document.write("<hr>")
}