Generowanie wszystkich permutacji danego ciągu

Użyj rekurencji.

• wypróbuj każdą z liter po kolei jako pierwszą literę, a następnie znajdź wszystkie permutacje pozostałych liter za pomocą wywołania rekurencyjnego.
• wielkość liter jest taka, że gdy wejście jest pustym łańcuchem, jedyną permutacją jest pusty łańcuch.

Oto moje rozwiązanie, które opiera się na idei książki "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;
}

Uruchomienie wyjścia łańcucha "abcd":

• Krok 1: Połącz [a] i b: [ba, ab]

• Krok 2: Połącz [ba, ab] i c: [cba, bca, bac, cab, acb, abc]

• Krok 3: Połącz [cba, bca, bac, cab, acb, abc] i d: [dcba, cdba, cbda, cbad, dbca, bdca, bcda, bcad, dbac, bdac, badc, bacd, dcab, cdab, cadb, cabd, dacb, adcb, acdb, acbd, dabc, adbc, abdc, abcd]

Ze wszystkich rozwiązań podanych tutaj i na innych forach najbardziej polubiłem Marka Byersa. Ten opis sprawił, że sam się zastanowiłem i sam go zakodowałem. Szkoda, że nie mogę zagłosować na jego rozwiązanie, ponieważ jestem nowicjuszem.
W każdym razie oto moja implementacja jego opisu

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);
    }
}   

Wolę to rozwiązanie przed pierwszym w tym wątku, ponieważ rozwiązanie to wykorzystuje StringBuffer. Nie powiedziałbym, że moje rozwiązanie nie tworzy żadnego tymczasowego ciągu (faktycznie robi w system.out.println Gdzie toString() z StringBuffer jest nazywany). Ale po prostu czuję, że jest to lepsze niż pierwsze rozwiązanie, w którym tworzy się zbyt wiele liter ciągów. Może być jakiś gość od wydajności może to ocenić pod względem "pamięci" (dla "czasu" już się opóźnia z powodu dodatkowej "wymiany")

Bardzo podstawowym rozwiązaniem w Javie jest użycie recursion + Set (aby uniknąć powtórzeń), jeśli chcesz zapisać i zwrócić łańcuchy rozwiązań:

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;
}

Wszyscy poprzedni współpracownicy wykonali świetną robotę wyjaśniając i dostarczając kod. Pomyślałem, że powinienem podzielić się tym podejściem, ponieważ może to komuś pomóc. Rozwiązanie oparte jest na (algorytmie heapsa )

Kilka rzeczy:

1. Zauważ, że ostatni element przedstawiony w programie excel służy tylko do lepszej wizualizacji logiki. Tak więc rzeczywiste wartości w ostatniej kolumnie to 2,1,0 (gdybyśmy mieli uruchomić kod, ponieważ mamy do czynienia z tablice i tablice rozpoczynają się od 0).

2. Algorytm zamiany odbywa się na podstawie parzystych lub nieparzystych wartości bieżącej pozycji. Jest to bardzo oczywiste, jeśli spojrzeć na to, gdzie metoda swap jest wywoływana.Widzisz, co się dzieje.

Oto co się dzieje:

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);
                }
            }
        }
    }

Ten jest bez rekurencji

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;
}

Użyjmy wejścia abc jako przykład.

Zacznij od ostatniego elementu (c) w zbiorze (["c"]), Następnie dodaj drugi ostatni element (b) do jego przodu, końca i wszystkich możliwych pozycji w środku, tworząc go ["bc", "cb"], a następnie w ten sam sposób doda następny element z tyłu (a) do każdego ciągu w zbiorze, który go tworzy:

"a" + "bc" = ["abc", "bac", "bca"]  and  "a" + "cb" = ["acb" ,"cab", "cba"] 

Zatem cała permutacja:

["abc", "bac", "bca","acb" ,"cab", "cba"]

Kod:

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());
        }
    }
}

Cóż tutaj jest elegancki, Nie rekurencyjny, O(n!) rozwiązanie: {]}

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;
    }

Jednym z prostych rozwiązań może być po prostu zamiana znaków rekurencyjnie za pomocą dwóch wskaźników.

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;
    }
}
}

To mi pomogło..

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;
    }
}

Użyj rekurencji.

Gdy wejście jest pustym łańcuchem, jedyną permutacją jest pusty łańcuch.Spróbuj dla każdej litery w łańcuchu, czyniąc ją pierwszą literą, a następnie znajdź wszystkie permutacje pozostałych liter za pomocą wywołania rekurencyjnego.

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);
        }
    }
}

Implementacja Pythona

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','')

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++;
    }

}

/** 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;
}

Oto proste, minimalistyczne rozwiązanie rekurencyjne w Javie:

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;
}

To właśnie zrobiłem poprzez podstawowe zrozumienie permutacji i rekurencyjnego wywoływania funkcji. Zajmuje to trochę czasu, ale odbywa się to niezależnie.

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;
}}

Który generuje Wyjście jako [abc, acb, bac, bca, cab, cba].

Za tym stoi Podstawowa logika

Dla każdego znaku rozważ go jako 1. znak i znajdź kombinacje pozostałych znaków. np. [abc](Combination of abc)->.

1. a->[bc](a x Combination of (bc))->{abc,acb}
2. b->[ac](b x Combination of (ac))->{bac,bca}
3. c->[ab](c x Combination of (ab))->{cab,cba}

A następnie rekurencyjnie wywołując każde [bc],[ac] & [ab] niezależnie.

Implementacja Javy bez rekurencji

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;
}

//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--]);
        }
    }
}

Możemy użyć faktorii, aby dowiedzieć się, ile ciągów zaczynało się od konkretnej litery.

Przykład: weź wejście abcd. (3!) == 6 ciągi rozpoczynają się od każdej litery 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
    }
}

Oto implementacja Javy:

/* 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));

    }
}

Http://ideone.com/nWPb3k

Rekurencja nie jest konieczna, nawet można obliczyć dowolną permutację bezpośrednio , To rozwiązanie wykorzystuje generyki do permutacji dowolnej tablicy.

Tutaj {[10] } jest dobra informacja o tym algorihtm.

Dla C# programistów tutaj jest bardziej użyteczna implementacja.

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();
}

Algorytm ten ma O (N) Czas i przestrzeń złożoność do obliczenia każdej permutacji .

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;
    }
}

Permutacja ciągu:

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));
    }   
}

Implementacja Javy do drukowania wszystkich permutacji danego ciągu znaków z uwzględnieniem zduplikowanych znaków i wypisywania tylko unikalnych znaków jest następująca:

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);
        }
    }
}
}

//Wstaw każdy znak do tablicy

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) + "  ");
    }
}

/*
     * 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);
            }

        }

    }

Można to zrobić iteracyjnie, po prostu wstawiając każdą literę łańcucha po kolei we wszystkich miejscach poprzednich częściowych wyników.

Zaczynamy od [A], która z B staje się [BA, AB], A Z C, [CBA, BCA, BAC, CAB, etc].

Czas trwania wynosiłby O(n!), który dla przypadku testowego ABCD wynosiłby 1 x 2 x 3 x 4.

W powyższym produkcie, 1 jest dla A, 2 jest dla B, itd.

Próbka Dart:

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"));

}

Oto dwie wersje c# (tylko w celach informacyjnych): 1. Drukuje wszystkie permuacje 2. zwraca wszystkie permutacje

Podstawowy gist algorytmu jest (prawdopodobnie poniżej kodu jest bardziej intuicyjny - niemniej jednak, oto kilka wyjaśnień tego, co robi poniżej kodu): - od bieżącego indeksu do reszty kolekcji, zamień element na bieżący indeks - get the permutations for the Remain elements from next index recursively - Przywróć kolejność, zmieniając

Uwaga: powyższe funkcja rekurencyjna zostanie wywołana z indeksu startowego.

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;
        }

Wersja 2 (taka sama jak powyżej - ale zwraca permutacje zamiast drukowania)

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);
        }

Testy Jednostkowe

[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);
            }
        }

Innym prostym sposobem jest zapętlenie łańcucha znaków, wybranie nieużywanego jeszcze znaku i umieszczenie go w buforze, kontynuowanie pętli aż rozmiar bufora będzie równy długości łańcucha. Bardziej podoba mi się to rozwiązanie do śledzenia wstecz, ponieważ:

1. Łatwe do zrozumienia
2. łatwe unikanie powielania
3. wyjście jest sortowane

Oto kod Javy:

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;
    }
  }
}

Input str: 1231

Lista wyjściowa: {1123, 1132, 1213, 1231, 1312, 1321, 2113, 2131, 2311, 3112, 3121, 3211}

Zauważyłem, że wyjście jest posortowane i nie ma duplikatów.

Jest to rozwiązanie 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;
}