Générer toutes les permutations d'une chaîne donnée
Quel est un moyen élégant de trouver toutes les permutations d'une chaîne. Par exemple. ba, serait ba et ab, mais qu'en est-il de abcdefgh? Existe-t-il un exemple d'implémentation Java?
public static void permutation(String str) {
permutation("", str);
}
private static void permutation(String prefix, String str) {
int n = str.length();
if (n == 0) System.out.println(prefix);
else {
for (int i = 0; i < n; i++)
permutation(prefix + str.charAt(i), str.substring(0, i) + str.substring(i+1, n));
}
}
Utilisez la récursivité.
- Essayez chacune des lettres tour à tour en tant que première lettre, puis trouvez toutes les permutations des lettres restantes en utilisant un appel récursif.
- Le cas de base est que lorsque l'entrée est une chaîne vide, la seule permutation est la chaîne vide.
Voici ma solution qui repose sur l'idée du livre "Cracking the Coding Interview" (P54):
/**
* List permutations of a string.
*
* @param s the input string
* @return the list of permutations
*/
public static ArrayList<String> permutation(String s) {
// The result
ArrayList<String> res = new ArrayList<String>();
// If input string's length is 1, return {s}
if (s.length() == 1) {
res.add(s);
} else if (s.length() > 1) {
int lastIndex = s.length() - 1;
// Find out the last character
String last = s.substring(lastIndex);
// Rest of the string
String rest = s.substring(0, lastIndex);
// Perform permutation on the rest string and
// merge with the last character
res = merge(permutation(rest), last);
}
return res;
}
/**
* @param list a result of permutation, e.g. {"ab", "ba"}
* @param c the last character
* @return a merged new list, e.g. {"cab", "acb" ... }
*/
public static ArrayList<String> merge(ArrayList<String> list, String c) {
ArrayList<String> res = new ArrayList<>();
// Loop through all the string in the list
for (String s : list) {
// For each string, insert the last character to all possible positions
// and add them to the new list
for (int i = 0; i <= s.length(); ++i) {
String ps = new StringBuffer(s).insert(i, c).toString();
res.add(ps);
}
}
return res;
}
Exécution de la sortie de la chaîne "abcd":
Étape 1: Fusionnez [a] et b: [Ba, ab]
Étape 2: Fusionnez [ba, ab] et c: [Cba, bca, bac, cab, acb, abc]
Étape 3: Fusion [cba, bca, bac, cab, acb, abc] et d: cdab, cadb, cabd, dacb, adcb, acdb, acbd, dabc, adbc, abdc, abcd]
De toutes les solutions proposées ici et sur d’autres forums, j’ai le plus aimé Mark Byers. Cette description m'a en fait fait réfléchir et coder moi-même .. Dommage que je ne puisse pas voter sa solution car je suis novice.
En tout cas voici ma mise en oeuvre de sa description
public class PermTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String str = "abcdef";
StringBuffer strBuf = new StringBuffer(str);
doPerm(strBuf,str.length());
}
private static void doPerm(StringBuffer str, int index){
if(index <= 0)
System.out.println(str);
else { //recursively solve this by placing all other chars at current first pos
doPerm(str, index-1);
int currPos = str.length()-index;
for (int i = currPos+1; i < str.length(); i++) {//start swapping all other chars with current first char
swap(str,currPos, i);
doPerm(str, index-1);
swap(str,i, currPos);//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);
}
}
Je préfère cette solution avant la première de ce fil, car elle utilise StringBuffer. Je ne dirais pas que ma solution ne crée aucune chaîne temporaire (c'est le cas dans system.out.println où la toString() de StringBuffer est appelée). Mais j'estime que c'est mieux que la première solution où trop de littéraux de chaîne sont créés. Peut-être qu'un type de performance peut évaluer cela en termes de "mémoire" (pour "le temps", il est déjà en retard à cause de cet "échange" supplémentaire)
Une solution très simple en Java consiste à utiliser récursivité + Set (pour éviter les répétitions) si vous souhaitez stocker et renvoyer les chaînes de la solution:
public static Set<String> generatePerm(String input)
{
Set<String> set = new HashSet<String>();
if (input == "")
return set;
Character a = input.charAt(0);
if (input.length() > 1)
{
input = input.substring(1);
Set<String> permSet = generatePerm(input);
for (String x : permSet)
{
for (int i = 0; i <= x.length(); i++)
{
set.add(x.substring(0, i) + a + x.substring(i));
}
}
}
else
{
set.add(a + "");
}
return set;
}
Tous les contributeurs précédents ont fait un excellent travail en expliquant et en fournissant le code. Je pensais que je devrais partager cette approche aussi parce que cela pourrait aider quelqu'un aussi. La solution est basée sur ( algorithme des tas )
Couple de choses:
Notez que le dernier élément décrit dans Excel sert uniquement à vous aider à mieux visualiser la logique. Ainsi, les valeurs réelles dans la dernière colonne seraient 2,1,0 (si nous devions exécuter le code car nous avons affaire à des tableaux et les tableaux commencent par 0).
L'algorithme d'échange est basé sur des valeurs paires ou impaires de la position actuelle. Cela va de soi si vous regardez où la méthode de swap est appelée. Vous pouvez voir ce qui se passe.
Voici ce qui se passe:
public static void main(String[] args) {
String ourword = "abc";
String[] ourArray = ourword.split("");
permute(ourArray, ourArray.length);
}
private static void swap(String[] ourarray, int right, int left) {
String temp = ourarray[right];
ourarray[right] = ourarray[left];
ourarray[left] = temp;
}
public static void permute(String[] ourArray, int currentPosition) {
if (currentPosition == 1) {
System.out.println(Arrays.toString(ourArray));
} else {
for (int i = 0; i < currentPosition; i++) {
// subtract one from the last position (here is where you are
// selecting the the next last item
permute(ourArray, currentPosition - 1);
// if it's odd position
if (currentPosition % 2 == 1) {
swap(ourArray, 0, currentPosition - 1);
} else {
swap(ourArray, i, currentPosition - 1);
}
}
}
}
Celui-ci est sans récursion
public static void permute(String s) {
if(null==s || s.isEmpty()) {
return;
}
// List containing words formed in each iteration
List<String> strings = new LinkedList<String>();
strings.add(String.valueOf(s.charAt(0))); // add the first element to the list
// Temp list that holds the set of strings for
// appending the current character to all position in each Word in the original list
List<String> tempList = new LinkedList<String>();
for(int i=1; i< s.length(); i++) {
for(int j=0; j<strings.size(); j++) {
tempList.addAll(merge(s.charAt(i), strings.get(j)));
}
strings.removeAll(strings);
strings.addAll(tempList);
tempList.removeAll(tempList);
}
for(int i=0; i<strings.size(); i++) {
System.out.println(strings.get(i));
}
}
/**
* helper method that appends the given character at each position in the given string
* and returns a set of such modified strings
* - set removes duplicates if any(in case a character is repeated)
*/
private static Set<String> merge(Character c, String s) {
if(s==null || s.isEmpty()) {
return null;
}
int len = s.length();
StringBuilder sb = new StringBuilder();
Set<String> list = new HashSet<String>();
for(int i=0; i<= len; i++) {
sb = new StringBuilder();
sb.append(s.substring(0, i) + c + s.substring(i, len));
list.add(sb.toString());
}
return list;
}
Utilisons l'entrée abc à titre d'exemple.
Commencez avec seulement le dernier élément (c) d'un ensemble (["c"]), puis ajoutez le dernier dernier élément (b) à son début, à sa fin et à toutes les positions possibles au milieu, pour le rendre ["bc", "cb"], puis de la même manière ajoute l'élément suivant à partir de l'arrière (a) à chaque chaîne de l'ensemble en le rendant:
"a" + "bc" = ["abc", "bac", "bca"] and "a" + "cb" = ["acb" ,"cab", "cba"]
Ainsi toute la permutation:
["abc", "bac", "bca","acb" ,"cab", "cba"]
Code:
public class Test
{
static Set<String> permutations;
static Set<String> result = new HashSet<String>();
public static Set<String> permutation(String string) {
permutations = new HashSet<String>();
int n = string.length();
for (int i = n - 1; i >= 0; i--)
{
shuffle(string.charAt(i));
}
return permutations;
}
private static void shuffle(char c) {
if (permutations.size() == 0) {
permutations.add(String.valueOf(c));
} else {
Iterator<String> it = permutations.iterator();
for (int i = 0; i < permutations.size(); i++) {
String temp1;
for (; it.hasNext();) {
temp1 = it.next();
for (int k = 0; k < temp1.length() + 1; k += 1) {
StringBuilder sb = new StringBuilder(temp1);
sb.insert(k, c);
result.add(sb.toString());
}
}
}
permutations = result;
//'result' has to be refreshed so that in next run it doesn't contain stale values.
result = new HashSet<String>();
}
}
public static void main(String[] args) {
Set<String> result = permutation("abc");
System.out.println("\nThere are total of " + result.size() + " permutations:");
Iterator<String> it = result.iterator();
while (it.hasNext()) {
System.out.println(it.next());
}
}
}
Voici une solution O (n!) Élégante, non récursive:
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;
}
L'une des solutions les plus simples pourrait simplement consister à échanger les caractères de manière récursive à l'aide de deux pointeurs.
public static void main(String[] args)
{
String str="abcdefgh";
perm(str);
}
public static void perm(String str)
{ char[] char_arr=str.toCharArray();
helper(char_arr,0);
}
public static void helper(char[] char_arr, int i)
{
if(i==char_arr.length-1)
{
// print the shuffled string
String str="";
for(int j=0; j<char_arr.length; j++)
{
str=str+char_arr[j];
}
System.out.println(str);
}
else
{
for(int j=i; j<char_arr.length; j++)
{
char tmp = char_arr[i];
char_arr[i] = char_arr[j];
char_arr[j] = tmp;
helper(char_arr,i+1);
char tmp1 = char_arr[i];
char_arr[i] = char_arr[j];
char_arr[j] = tmp1;
}
}
}
cela a fonctionné pour moi ..
import Java.util.Arrays;
public class StringPermutations{
public static void main(String args[]) {
String inputString = "ABC";
permute(inputString.toCharArray(), 0, inputString.length()-1);
}
public static void permute(char[] ary, int startIndex, int endIndex) {
if(startIndex == endIndex){
System.out.println(String.valueOf(ary));
}else{
for(int i=startIndex;i<=endIndex;i++) {
swap(ary, startIndex, i );
permute(ary, startIndex+1, endIndex);
swap(ary, startIndex, i );
}
}
}
public static void swap(char[] ary, int x, int y) {
char temp = ary[x];
ary[x] = ary[y];
ary[y] = temp;
}
}
implémentation en python
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','')
Utilisez la récursivité.
lorsque l'entrée est une chaîne vide, la seule permutation est une chaîne vide.Essayez pour chacune des lettres de la chaîne en la transformant en première lettre, puis recherchez toutes les permutations des lettres restantes à l'aide d'un appel récursif.
import Java.util.ArrayList;
import Java.util.List;
class Permutation {
private static List<String> permutation(String prefix, String str) {
List<String> permutations = new ArrayList<>();
int n = str.length();
if (n == 0) {
permutations.add(prefix);
} else {
for (int i = 0; i < n; i++) {
permutations.addAll(permutation(prefix + str.charAt(i), str.substring(i + 1, n) + str.substring(0, i)));
}
}
return permutations;
}
public static void main(String[] args) {
List<String> perms = permutation("", "abcd");
String[] array = new String[perms.size()];
for (int i = 0; i < perms.size(); i++) {
array[i] = perms.get(i);
}
int x = array.length;
for (final String anArray : array) {
System.out.println(anArray);
}
}
}
import Java.io.IOException;
import Java.util.ArrayList;
import Java.util.Scanner;
public class hello {
public static void main(String[] args) throws IOException {
hello h = new hello();
h.printcomp();
}
int fact=1;
public void factrec(int a,int k){
if(a>=k)
{fact=fact*k;
k++;
factrec(a,k);
}
else
{System.out.println("The string will have "+fact+" permutations");
}
}
public void printcomp(){
String str;
int k;
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.println("enter the string whose permutations has to b found");
str=in.next();
k=str.length();
factrec(k,1);
String[] arr =new String[fact];
char[] array = str.toCharArray();
while(p<fact)
printcomprec(k,array,arr);
// if incase u need array containing all the permutation use this
//for(int d=0;d<fact;d++)
//System.out.println(arr[d]);
}
int y=1;
int p = 0;
int g=1;
int z = 0;
public void printcomprec(int k,char array[],String arr[]){
for (int l = 0; l < k; l++) {
for (int b=0;b<k-1;b++){
for (int i=1; i<k-g; i++) {
char temp;
String stri = "";
temp = array[i];
array[i] = array[i + g];
array[i + g] = temp;
for (int j = 0; j < k; j++)
stri += array[j];
arr[z] = stri;
System.out.println(arr[z] + " " + p++);
z++;
}
}
char temp;
temp=array[0];
array[0]=array[y];
array[y]=temp;
if (y >= k-1)
y=y-(k-1);
else
y++;
}
if (g >= k-1)
g=1;
else
g++;
}
}
Voici une solution simple et récursive minimaliste en Java:
public static ArrayList<String> permutations(String s) {
ArrayList<String> out = new ArrayList<String>();
if (s.length() == 1) {
out.add(s);
return out;
}
char first = s.charAt(0);
String rest = s.substring(1);
for (String permutation : permutations(rest)) {
out.addAll(insertAtAllPositions(first, permutation));
}
return out;
}
public static ArrayList<String> insertAtAllPositions(char ch, String s) {
ArrayList<String> out = new ArrayList<String>();
for (int i = 0; i <= s.length(); ++i) {
String inserted = s.substring(0, i) + ch + s.substring(i);
out.add(inserted);
}
return out;
}
Implémentation Java sans récursion
public Set<String> permutate(String s){
Queue<String> permutations = new LinkedList<String>();
Set<String> v = new HashSet<String>();
permutations.add(s);
while(permutations.size()!=0){
String str = permutations.poll();
if(!v.contains(str)){
v.add(str);
for(int i = 0;i<str.length();i++){
String c = String.valueOf(str.charAt(i));
permutations.add(str.substring(i+1) + c + str.substring(0,i));
}
}
}
return v;
}
/** Returns an array list containing all
* permutations of the characters in s. */
public static ArrayList<String> permute(String s) {
ArrayList<String> perms = new ArrayList<>();
int slen = s.length();
if (slen > 0) {
// Add the first character from s to the perms array list.
perms.add(Character.toString(s.charAt(0)));
// Repeat for all additional characters in s.
for (int i = 1; i < slen; ++i) {
// Get the next character from s.
char c = s.charAt(i);
// For each of the strings currently in perms do the following:
int size = perms.size();
for (int j = 0; j < size; ++j) {
// 1. remove the string
String p = perms.remove(0);
int plen = p.length();
// 2. Add plen + 1 new strings to perms. Each new string
// consists of the removed string with the character c
// inserted into it at a unique location.
for (int k = 0; k <= plen; ++k) {
perms.add(p.substring(0, k) + c + p.substring(k));
}
}
}
}
return perms;
}
Nous pouvons utiliser factorial pour trouver combien de chaînes ont commencé avec une lettre particulière.
Exemple: prenons l'entrée abcd. Les chaînes (3!) == 6 commencent par chaque lettre de abcd.
static public int facts(int x){
int sum = 1;
for (int i = 1; i < x; i++) {
sum *= (i+1);
}
return sum;
}
public static void permutation(String str) {
char[] str2 = str.toCharArray();
int n = str2.length;
int permutation = 0;
if (n == 1) {
System.out.println(str2[0]);
} else if (n == 2) {
System.out.println(str2[0] + "" + str2[1]);
System.out.println(str2[1] + "" + str2[0]);
} else {
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (true) {
char[] str3 = str.toCharArray();
char temp = str3[i];
str3[i] = str3[0];
str3[0] = temp;
str2 = str3;
}
for (int j = 1, count = 0; count < facts(n-1); j++, count++) {
if (j != n-1) {
char temp1 = str2[j+1];
str2[j+1] = str2[j];
str2[j] = temp1;
} else {
char temp1 = str2[n-1];
str2[n-1] = str2[1];
str2[1] = temp1;
j = 1;
} // end of else block
permutation++;
System.out.print("permutation " + permutation + " is -> ");
for (int k = 0; k < n; k++) {
System.out.print(str2[k]);
} // end of loop k
System.out.println();
} // end of loop j
} // end of loop i
}
}
Voici une autre méthode plus simple pour permuter une chaîne.
public class Solution4 {
public static void main(String[] args) {
String a = "Protijayi";
per(a, 0);
}
static void per(String a , int start ) {
//bse case;
if(a.length() == start) {System.out.println(a);}
char[] ca = a.toCharArray();
//swap
for (int i = start; i < ca.length; i++) {
char t = ca[i];
ca[i] = ca[start];
ca[start] = t;
per(new String(ca),start+1);
}
}//per
}
Permutation de chaîne:
public static void main(String args[]) {
permu(0,"ABCD");
}
static void permu(int fixed,String s) {
char[] chr=s.toCharArray();
if(fixed==s.length())
System.out.println(s);
for(int i=fixed;i<s.length();i++) {
char c=chr[i];
chr[i]=chr[fixed];
chr[fixed]=c;
permu(fixed+1,new String(chr));
}
}
Recursion n'est pas nécessaire, même si vous pouvez calculer toute permutation directement, cette solution utilise des génériques pour permuter n'importe quel tableau.
Ici est une bonne information à propos de cet algorithme.
Pour C # développeurs ici est une implémentation plus utile.
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();
}
Cet algorithme a la complexité de O(N) _ heure et espace pour calculer chaque permutation.
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;
}
}
//Rotate and create words beginning with all letter possible and Push to stack 1
//Read from stack1 and for each Word create words with other letters at the next location by rotation and so on
/* eg : man
1. Push1 - man, anm, nma
2. pop1 - nma , Push2 - nam,nma
pop1 - anm , Push2 - amn,anm
pop1 - man , Push2 - mna,man
*/
public class StringPermute {
static String str;
static String Word;
static int top1 = -1;
static int top2 = -1;
static String[] stringArray1;
static String[] stringArray2;
static int strlength = 0;
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("Enter String : ");
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
BufferedReader bfr = new BufferedReader(isr);
str = bfr.readLine();
Word = str;
strlength = str.length();
int n = 1;
for (int i = 1; i <= strlength; i++) {
n = n * i;
}
stringArray1 = new String[n];
stringArray2 = new String[n];
Push(Word, 1);
doPermute();
display();
}
public static void Push(String Word, int x) {
if (x == 1)
stringArray1[++top1] = Word;
else
stringArray2[++top2] = Word;
}
public static String pop(int x) {
if (x == 1)
return stringArray1[top1--];
else
return stringArray2[top2--];
}
public static void doPermute() {
for (int j = strlength; j >= 2; j--)
popper(j);
}
public static void popper(int length) {
// pop from stack1 , rotate each Word n times and Push to stack 2
if (top1 > -1) {
while (top1 > -1) {
Word = pop(1);
for (int j = 0; j < length; j++) {
rotate(length);
Push(Word, 2);
}
}
}
// pop from stack2 , rotate each Word n times w.r.t position and Push to
// stack 1
else {
while (top2 > -1) {
Word = pop(2);
for (int j = 0; j < length; j++) {
rotate(length);
Push(Word, 1);
}
}
}
}
public static void rotate(int position) {
char[] charstring = new char[100];
for (int j = 0; j < Word.length(); j++)
charstring[j] = Word.charAt(j);
int startpos = strlength - position;
char temp = charstring[startpos];
for (int i = startpos; i < strlength - 1; i++) {
charstring[i] = charstring[i + 1];
}
charstring[strlength - 1] = temp;
Word = new String(charstring).trim();
}
public static void display() {
int top;
if (top1 > -1) {
while (top1 > -1)
System.out.println(stringArray1[top1--]);
} else {
while (top2 > -1)
System.out.println(stringArray2[top2--]);
}
}
}
Une implémentation Java permettant d’imprimer toutes les permutations d’une chaîne donnée en considérant les doublons et en imprimant uniquement des caractères uniques est la suivante:
import Java.util.Set;
import Java.util.HashSet;
public class PrintAllPermutations2
{
public static void main(String[] args)
{
String str = "AAC";
PrintAllPermutations2 permutation = new PrintAllPermutations2();
Set<String> uniqueStrings = new HashSet<>();
permutation.permute("", str, uniqueStrings);
}
void permute(String prefixString, String s, Set<String> set)
{
int n = s.length();
if(n == 0)
{
if(!set.contains(prefixString))
{
System.out.println(prefixString);
set.add(prefixString);
}
}
else
{
for(int i=0; i<n; i++)
{
permute(prefixString + s.charAt(i), s.substring(0,i) + s.substring(i+1,n), set);
}
}
}
}
Ceci est une solution C:
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
char* addLetter(char* string, char *c) {
char* result = malloc(sizeof(string) + 2);
strcpy(result, string);
strncat(result, c, 1);
return result;
}
char* removeLetter(char* string, char *c) {
char* result = malloc(sizeof(string));
int j = 0;
for (int i = 0; i < strlen(string); i++) {
if (string[i] != *c) {
result[j++] = string[i];
}
}
result[j] = '\0';
return result;
}
void makeAnagram(char *anagram, char *letters) {
if (*letters == '\0') {
printf("%s\n", anagram);
return;
}
char *c = letters;
while (*c != '\0') {
makeAnagram(addLetter(anagram, c),
removeLetter(letters, c));
c++;
}
}
int main() {
makeAnagram("", "computer");
return 0;
}
Un autre moyen simple est de parcourir la chaîne, de sélectionner le caractère qui n’est pas encore utilisé et de le placer dans un tampon, de continuer la boucle jusqu’à ce que la taille du tampon soit égale à celle de la chaîne. J'aime mieux cette solution de suivi en retour car:
- Facile à comprendre
- Facile d'éviter la duplication
- La sortie est triée
Voici le code Java:
List<String> permute(String str) {
if (str == null) {
return null;
}
char[] chars = str.toCharArray();
boolean[] used = new boolean[chars.length];
List<String> res = new ArrayList<String>();
StringBuilder sb = new StringBuilder();
Arrays.sort(chars);
helper(chars, used, sb, res);
return res;
}
void helper(char[] chars, boolean[] used, StringBuilder sb, List<String> res) {
if (sb.length() == chars.length) {
res.add(sb.toString());
return;
}
for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
// avoid duplicates
if (i > 0 && chars[i] == chars[i - 1] && !used[i - 1]) {
continue;
}
// pick the character that has not used yet
if (!used[i]) {
used[i] = true;
sb.append(chars[i]);
helper(chars, used, sb, res);
// back tracking
sb.deleteCharAt(sb.length() - 1);
used[i] = false;
}
}
}
Entrée str: 1231
Liste de sortie: {1123, 1132, 1213, 1231, 1312, 1321, 2113, 2131, 2311, 3112, 3121, 3211}
Remarquez que la sortie est triée et qu'il n'y a pas de résultat en double.
Au cas où quelqu'un voudrait générer les permutations pour faire quelque chose avec eux, au lieu de les imprimer via une méthode vide:
static List<int[]> permutations(int n) {
class Perm {
private final List<int[]> permutations = new ArrayList<>();
private void perm(int[] array, int step) {
if (step == 1) permutations.add(array.clone());
else for (int i = 0; i < step; i++) {
perm(array, step - 1);
int j = (step % 2 == 0) ? i : 0;
swap(array, step - 1, j);
}
}
private void swap(int[] array, int i, int j) {
int buffer = array[i];
array[i] = array[j];
array[j] = buffer;
}
}
int[] nVector = new int[n];
for (int i = 0; i < n; i++) nVector [i] = i;
Perm perm = new Perm();
perm.perm(nVector, n);
return perm.permutations;
}
Voici deux versions de c # (juste pour référence): 1. Imprime toutes les perméations 2. renvoie toutes les permutations
L’essentiel de l’algorithme est (le code ci-dessous est probablement plus intuitif - néanmoins, voici une explication de ce que le code ci-dessous fait):- récupère les permutations des éléments restants à partir de l'index suivant de manière récursive - restaurez l'ordre en échangeant
Remarque: la fonction récursive ci-dessus sera invoquée à partir de l'index de démarrage.
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;
}
version 2 (comme ci-dessus - mais renvoie les permutations en lieu et place des impressions)
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);
}
Tests unitaires
[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);
}
}
Solution récursive Python
def permute(input_str):
_permute("", input_str)
def _permute(prefix, str_to_permute):
if str_to_permute == '':
print(prefix)
else:
for i in range(len(str_to_permute)):
_permute(prefix+str_to_permute[i], str_to_permute[0:i] + str_to_permute[i+1:])
if __== '__main__':
permute('foobar')
Cela peut être facilement fait en utilisant la manipulation de bits. "Comme nous le savons tous, il existe 2N sous-ensembles possibles d'un ensemble donné contenant N éléments. Que se passe-t-il si nous représentons chaque élément d'un sous-ensemble avec un bit? L'élément appartient ou non à ce sous-ensemble donné. Ainsi, chaque séquence de bits représente un sous-ensemble. " [Texte copié]
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()));
}
En python quand même
def perms(in_str, prefix=""):
if not len(in_str) :
print(prefix)
else:
for i in range(0, len(in_str)):
perms(in_str[:i] + in_str[i + 1:], prefix + in_str[i])
perms('ASD')
// insère chaque caractère dans un arraylist
static ArrayList al = new ArrayList();
private static void findPermutation (String str){
for (int k = 0; k < str.length(); k++) {
addOneChar(str.charAt(k));
}
}
//insert one char into ArrayList
private static void addOneChar(char ch){
String lastPerStr;
String tempStr;
ArrayList locAl = new ArrayList();
for (int i = 0; i < al.size(); i ++ ){
lastPerStr = al.get(i).toString();
//System.out.println("lastPerStr: " + lastPerStr);
for (int j = 0; j <= lastPerStr.length(); j++) {
tempStr = lastPerStr.substring(0,j) + ch +
lastPerStr.substring(j, lastPerStr.length());
locAl.add(tempStr);
//System.out.println("tempStr: " + tempStr);
}
}
if(al.isEmpty()){
al.add(ch);
} else {
al.clear();
al = locAl;
}
}
private static void printArrayList(ArrayList al){
for (int i = 0; i < al.size(); i++) {
System.out.print(al.get(i) + " ");
}
}
Sur la base de answer of Mark Byers , mon implémentation python:
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
L'utilisation des opérations Set pour modéliser les "sélections en fonction d'autres sélections" est beaucoup plus facile à comprendre permutations dépendantes
Avec la permutation dépendante, les sélections disponibles diminuent à mesure que les positions sont remplies avec les caractères sélectionnés de gauche à droite. La condition de terminal pour les appels récursifs est de vérifier si l'ensemble des sélections disponibles est vide. Lorsque la condition terminale est remplie, une permutation est terminée et elle est stockée dans la liste des résultats.
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);
}
}
Le code peut être généralisé pour rechercher des permutations pour un ensemble d'objets. Dans ce cas, j'utilise un ensemble de couleurs.
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);
}
}
Code pour les tests.
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));
}
/*
* eg: abc =>{a,bc},{b,ac},{c,ab}
* =>{ca,b},{cb,a}
* =>cba,cab
* =>{ba,c},{bc,a}
* =>bca,bac
* =>{ab,c},{ac,b}
* =>acb,abc
*/
public void nonRecpermute(String prefix, String Word)
{
String[] currentstr ={prefix,Word};
Stack<String[]> stack = new Stack<String[]>();
stack.add(currentstr);
while(!stack.isEmpty())
{
currentstr = stack.pop();
String currentPrefix = currentstr[0];
String currentWord = currentstr[1];
if(currentWord.equals(""))
{
System.out.println("Word ="+currentPrefix);
}
for(int i=0;i<currentWord.length();i++)
{
String[] newstr = new String[2];
newstr[0]=currentPrefix + String.valueOf(currentWord.charAt(i));
newstr[1] = currentWord.substring(0, i);
if(i<currentWord.length()-1)
{
newstr[1] = newstr[1]+currentWord.substring(i+1);
}
stack.Push(newstr);
}
}
}
Permutaions de chaînes utilisant Es6
Utilisation de reduction () method
const permutations = str => {
if (str.length <= 2)
return str.length === 2 ? [str, str[1] + str[0]] : [str];
return str
.split('')
.reduce(
(acc, letter, index) =>
acc.concat(permutations(str.slice(0, index) + str.slice(index + 1)).map(val => letter + val)),
[]
);
};
console.log(permutations('STR'));C'est une solution plus rapide car elle ne souffre pas de la complexité du calcul O (n ^ 2) de la concaténation de chaînes. D'autre part sa boucle libre, entièrement récursive
public static void main(String[] args) {
permutation("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ");
}
private static void permutation(String str) {
char[] stringArray = str.toCharArray();
printPermutation(stringArray, 0, stringArray.length, 0, 1);
}
private static void printPermutation(char[] string, int loopCounter, int length, int indexFrom, int indexTo) {
// Stop condition
if (loopCounter == length)
return;
/*
When reaching the end of the array:
1- Reset loop indices.
2- Increase length counter.
*/
if (indexTo == length) {
indexFrom = 0;
indexTo = 1;
++loopCounter;
}
// Print.
System.out.println(string);
// Swap from / to indices.
char temp = string[indexFrom];
string[indexFrom] = string[indexTo];
string[indexTo] = temp;
// Go for next iteration.
printPermutation(string, loopCounter, length, ++indexFrom, ++indexTo);
}
Cela peut être fait de manière itérative en insérant simplement chaque lettre de la chaîne à tous les emplacements des résultats partiels précédents.
Nous commençons par [A], qui avec B devient [BA, AB] et avec C, [CBA, BCA, BAC, CAB, etc].
La durée d'exécution serait O(n!), qui, pour le scénario de test ABCD, est 1 x 2 x 3 x 4.
Dans le produit ci-dessus, le 1 est pour A, le 2 est pour B, etc.
Échantillon de fléchette:
void main() {
String insertAt(String a, String b, int index)
{
return a.substring(0, index) + b + a.substring(index);
}
List<String> Permute(String Word) {
var letters = Word.split('');
var p_list = [ letters.first ];
for (var c in letters.sublist(1)) {
var new_list = [ ];
for (var p in p_list)
for (int i = 0; i <= p.length; i++)
new_list.add(insertAt(p, c, i));
p_list = new_list;
}
return p_list;
}
print(Permute("ABCD"));
}
Une implémentation générique de l'algorithme Compte à rebours Quickperm , représentation n ° 1 (évolutive, non récursive).
/**
* Generate permutations based on the
* Countdown <a href="http://quickperm.org/">Quickperm algorithm</>.
*/
public static <T> List<List<T>> generatePermutations(List<T> list) {
List<T> in = new ArrayList<>(list);
List<List<T>> out = new ArrayList<>(factorial(list.size()));
int n = list.size();
int[] p = new int[n +1];
for (int i = 0; i < p.length; i ++) {
p[i] = i;
}
int i = 0;
while (i < n) {
p[i]--;
int j = 0;
if (i % 2 != 0) { // odd?
j = p[i];
}
// swap
T iTmp = in.get(i);
in.set(i, in.get(j));
in.set(j, iTmp);
i = 1;
while (p[i] == 0){
p[i] = i;
i++;
}
out.add(new ArrayList<>(in));
}
return out;
}
private static int factorial(int num) {
int count = num;
while (num != 1) {
count *= --num;
}
return count;
}
Il faut des listes car les génériques ne fonctionnent pas bien avec les tableaux.
Mon implémentation basée sur la description de Mark Byers ci-dessus:
static Set<String> permutations(String str){
if (str.isEmpty()){
return Collections.singleton(str);
}else{
Set <String> set = new HashSet<>();
for (int i=0; i<str.length(); i++)
for (String s : permutations(str.substring(0, i) + str.substring(i+1)))
set.add(str.charAt(i) + s);
return set;
}
}
Ajouter un NcK/NcR plus détaillé pour les permutations et les combinaisons
public static void combinationNcK(List<String> inputList, String prefix, int chooseCount, List<String> resultList) {
if (chooseCount == 0)
resultList.add(prefix);
else {
for (int i = 0; i < inputList.size(); i++)
combinationNcK(inputList.subList(i + 1, inputList.size()), prefix + "," + inputList.get(i), chooseCount - 1, resultList);
// Finally print once all combinations are done
if (prefix.equalsIgnoreCase("")) {
resultList.stream().map(str -> str.substring(1)).forEach(System.out::println);
}
}
}
public static void permNcK(List<String> inputList, int chooseCount, List<String> resultList) {
for (int count = 0; count < inputList.size(); count++) {
permNcK(inputList, "", chooseCount, resultList);
resultList = new ArrayList<String>();
Collections.rotate(inputList, 1);
System.out.println("-------------------------");
}
}
public static void permNcK(List<String> inputList, String prefix, int chooseCount, List<String> resultList) {
if (chooseCount == 0)
resultList.add(prefix);
else {
for (int i = 0; i < inputList.size(); i++)
combinationNcK(inputList.subList(i + 1, inputList.size()), prefix + "," + inputList.get(i), chooseCount - 1, resultList);
// Finally print once all combinations are done
if (prefix.equalsIgnoreCase("")) {
resultList.stream().map(str -> str.substring(1)).forEach(System.out::println);
}
}
}
public static void main(String[] args) {
List<String> positions = Arrays.asList(new String[] { "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8" });
List<String> resultList = new ArrayList<String>();
//combinationNcK(positions, "", 3, resultList);
permNcK(positions, 3, resultList);
}
Une implémentation C++ récursive simple ressemblerait à ceci:
#include <iostream>
void generatePermutations(std::string &sequence, int index){
if(index == sequence.size()){
std::cout << sequence << "\n";
} else{
generatePermutations(sequence, index + 1);
for(int i = index + 1 ; i < sequence.size() ; ++i){
std::swap(sequence[index], sequence[i]);
generatePermutations(sequence, index + 1);
std::swap(sequence[index], sequence[i]);
}
}
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
std::string str = "abc";
generatePermutations(str, 0);
return 0;
}
Sortie:
abc
acb
bac
bca
cba
cab
UPDATE
Si vous souhaitez stocker les résultats, vous pouvez passer un vector comme troisième argument de l'appel de fonction. De plus, si vous voulez seulement les permutations uniques, vous pouvez utiliser un set.
#include <iostream>
#include <vector>
#include <set>
void generatePermutations(std::string &sequence, int index, std::vector <std::string> &v){
if(index == sequence.size()){
//std::cout << sequence << "\n";
v.Push_back(sequence);
} else{
generatePermutations(sequence, index + 1, v);
for(int i = index + 1 ; i < sequence.size() ; ++i){
std::swap(sequence[index], sequence[i]);
generatePermutations(sequence, index + 1, v);
std::swap(sequence[index], sequence[i]);
}
}
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
std::string str = "112";
std::vector <std::string> permutations;
generatePermutations(str, 0, permutations);
std::cout << "Number of permutations " << permutations.size() << "\n";
for(const std::string &s : permutations){
std::cout << s << "\n";
}
std::set <std::string> uniquePermutations(permutations.begin(), permutations.end());
std::cout << "Number of unique permutations " << uniquePermutations.size() << "\n";
for(const std::string &s : uniquePermutations){
std::cout << s << "\n";
}
return 0;
}
Sortie:
Number of permutations 6
112
121
112
121
211
211
Number of unique permutations 3
112
121
211
Permettez-moi de tenter de résoudre ce problème avec Kotlin:
fun <T> List<T>.permutations(): List<List<T>> {
//escape case
if (this.isEmpty()) return emptyList()
if (this.size == 1) return listOf(this)
if (this.size == 2) return listOf(listOf(this.first(), this.last()), listOf(this.last(), this.first()))
//recursive case
return this.flatMap { lastItem ->
this.minus(lastItem).permutations().map { it.plus(lastItem) }
}
}
Concept de base: décomposer une longue liste en une liste plus petite + une récursivité
Réponse longue avec exemple de liste [1, 2, 3, 4]:
Même pour une liste de 4, il est déjà assez compliqué d'essayer de répertorier toutes les permutations possibles dans votre tête, et ce que nous devons faire, c'est précisément pour éviter cela. Il est facile pour nous de comprendre comment faire toutes les permutations des listes de tailles 0, 1 et 2, de sorte que tout ce que nous avons à faire est de les décomposer en l'une de ces tailles et de les combiner correctement. Imaginez une machine à jackpot: cet algorithme commencera à tourner de droite à gauche et notera
- retourne vide/liste de 1 lorsque la taille de la liste est 0 ou 1
- gérer lorsque la taille de la liste est 2 (par exemple, [3, 4]) et générer les 2 permutations ([3, 4] & [4, 3])
- Pour chaque élément, marquez-le comme le dernier dans le dernier et recherchez toutes les permutations pour le reste de l'élément dans la liste. (par exemple, placez [4] sur la table et jetez à nouveau [1, 2, 3] dans la permutation)
- Maintenant, avec toutes les permutations c'est ses enfants, retournez à la fin de la liste (par exemple: [1, 2, 3] [ 4], [1, 3, 2] [ 4], [2, 3, 1] [ 4], ...)
Solution python simple utilisant la récursivité.
def get_permutations(string):
# base case
if len(string) <= 1:
return set([string])
all_chars_except_last = string[:-1]
last_char = string[-1]
# recursive call: get all possible permutations for all chars except last
permutations_of_all_chars_except_last = get_permutations(all_chars_except_last)
# put the last char in all possible positions for each of the above permutations
permutations = set()
for permutation_of_all_chars_except_last in permutations_of_all_chars_except_last:
for position in range(len(all_chars_except_last) + 1):
permutation = permutation_of_all_chars_except_last[:position] + last_char + permutation_of_all_chars_except_last[position:]
permutations.add(permutation)
return permutations
Voici un algorithme avec une complexité temporelle O (n!) Avec une récursivité pure et intuitive.
public class words {
static String combinations;
public static List<String> arrlist=new ArrayList<>();
public static void main(String[] args) {
words obj = new words();
String str="premandl";
obj.getcombination(str, str.length()-1, "");
System.out.println(arrlist);
}
public void getcombination(String str, int charIndex, String output) {
if (str.length() == 0) {
arrlist.add(output);
return ;
}
if (charIndex == -1) {
return ;
}
String character = str.toCharArray()[charIndex] + "";
getcombination(str, --charIndex, output);
String remaining = "";
output = output + character;
remaining = str.substring(0, charIndex + 1) + str.substring(charIndex + 2);
getcombination(remaining, remaining.length() - 1, output);
}
}
Voici une implémentation Java:
/* All Permutations of a String */
import Java.util.*;
import Java.lang.*;
import Java.io.*;
/* Complexity O(n*n!) */
class Ideone
{
public static ArrayList<String> strPerm(String str, ArrayList<String> list)
{
int len = str.length();
if(len==1){
list.add(str);
return list;
}
list = strPerm(str.substring(0,len-1),list);
int ls = list.size();
char ap = str.charAt(len-1);
for(int i=0;i<ls;i++){
String temp = list.get(i);
int tl = temp.length();
for(int j=0;j<=tl;j++){
list.add(temp.substring(0,j)+ap+temp.substring(j,tl));
}
}
while(true){
String temp = list.get(0);
if(temp.length()<len)
list.remove(temp);
else
break;
}
return list;
}
public static void main (String[] args) throws Java.lang.Exception
{
String str = "abc";
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list = strPerm(str,list);
System.out.println("Total Permutations : "+list.size());
for(int i=0;i<list.size();i++)
System.out.println(list.get(i));
}
}