列出字符串/整数的所有排列


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对采访进行编程的一个常见任务(尽管不是我的采访经验)是获取一个字符串或整数并列出所有可能的排列。

是否有一个示例,说明了如何完成此操作以及解决此问题的逻辑?

我已经看到了一些代码片段,但是它们没有得到很好的注释/解释,因此很难遵循。


1
这是一个关于置换的问题,提供了一些很好的解释性答案,其中包括一个图形,但在C#中却没有。
用户未知

Answers:


152

首先:当然,它闻起来像递归

由于您也想了解该原理,因此我尽力用人类语言来解释它。我认为在大多数情况下,递归非常容易。您只需要掌握两个步骤:

  1. 第一步
  2. 所有其他步骤(逻辑相同)

人类语言

简而言之:
1. 1个元素的排列是一个元素。
2.一组元素的排列是每个元素的列表,并与其他元素的每个排列串联在一起。

例:

如果集合只有一个元素->
返回它。
烫发(a)-> a

如果集合有两个字符:对于其中的每个元素:返回元素,并添加其余元素的排列,如下所示:

烫发(ab)->

a +烫发(b)-> ab

b +烫发(a)-> ba

进一步:对于集合中的每个字符:返回一个字符,该字符与一组>其余集合相结合

烫发(abc)->

a +烫发(bc)-> abcacb

b +烫发(ac)-> bacbca

c +烫发(ab)-> cabcba

烫发(abc ... z)->

a +烫发(...),b +烫发(....)
....

我在http://www.programmersheaven.com/mb/Algorithms/369713/369713/permutation-algorithm-help/上找到了伪代码

makePermutations(permutation) {
  if (length permutation < required length) {
    for (i = min digit to max digit) {
      if (i not in permutation) {
        makePermutations(permutation+i)
      }
    }
  }
  else {
    add permutation to list
  }
}

C#

好的,从http://radio.weblogs.com/0111551/stories/2002/10/14/permutations.html进行更详尽的介绍(由于它被标记为c#):相当冗长,但是我决定复制它无论如何,因此帖子不依赖原始帖子。

该函数接收一个字符串,并记下该精确字符串的所有可能排列,因此,例如,如果提供了“ ABC”,应溢出:

ABC,ACB,BAC,BCA,CAB,CBA。

码:

class Program
{
    private static void Swap(ref char a, ref char b)
    {
        if (a == b) return;

        var temp = a;
        a = b;
        b = temp;
    }

    public static void GetPer(char[] list)
    {
        int x = list.Length - 1;
        GetPer(list, 0, x);
    }

    private static void GetPer(char[] list, int k, int m)
    {
        if (k == m)
        {
            Console.Write(list);
        }
        else
            for (int i = k; i <= m; i++)
            {
                   Swap(ref list[k], ref list[i]);
                   GetPer(list, k + 1, m);
                   Swap(ref list[k], ref list[i]);
            }
    }

    static void Main()
    {
        string str = "sagiv";
        char[] arr = str.ToCharArray();
        GetPer(arr);
    }
}

21
为了更加清楚,我将k称为“ recursionDepth”,将m称为“ maxDepth”。
Nerf Herder 2014年

3
Swap(ref list[k], ref list[i]);不需要第二个交换()。
dance2die '16

1
感谢您的解决方案。我从中创建了这个小提琴(dotnetfiddle.net/oTzihw)(使用正确的名称而不是k和m)。据我了解的算法,第二次交换是必需的(回溯),因为您就地编辑了原始数组。
安德鲁(Andrew)

3
一个小要点:看起来Swap方法最好使用临时缓冲区变量而不是XOR(dotnetperls.com/swap
Sergioet

7
使用C#7元组,可以使交换更优雅:(a[x], a[y]) = (a[y], a[x]);
Darren

81

如果允许使用LINQ,则只有两行代码。请在这里查看我的答案

编辑

这是我的通用函数,可以从T列表中返回所有排列(而不是组合):

static IEnumerable<IEnumerable<T>>
    GetPermutations<T>(IEnumerable<T> list, int length)
{
    if (length == 1) return list.Select(t => new T[] { t });

    return GetPermutations(list, length - 1)
        .SelectMany(t => list.Where(e => !t.Contains(e)),
            (t1, t2) => t1.Concat(new T[] { t2 }));
}

例:

IEnumerable<IEnumerable<int>> result =
    GetPermutations(Enumerable.Range(1, 3), 3);

输出-整数列表列表:

{1,2,3} {1,3,2} {2,1,3} {2,3,1} {3,1,2} {3,2,1}

由于此功能使用LINQ,因此需要.net 3.5或更高版本。


3
组合和排列是不同的东西。相似,但是您的答案似乎是在回答与一组元素的所有排列不同的问题。
肖恩·科瓦奇

@ShawnKovac,感谢您指出这一点!我已经将代码从组合更新为排列。
彭阳

1
@Pengyang我查看了您的其他答案,我会说这对我很有帮助,但是我还有另外一种情况,我不知道您是否指出了解决问题的正确方法。我想查找单词“ HALLOWEEN”的所有排列,但发现我还想在结果集中同时包含“ L”和“ E”。在我的迭代中,我遍历您的方法,每次迭代都增加长度(长度++),并且期望给定单词HALLOWEEN的完整长度(9个字符),我会得到9个字符长的结果……但是事实并非如此:我只得到7(省略了1 L和1 E)
MegaMark

我还要指出的是,我不希望看到9个“ H”,因为“ H”仅在单词中出现一次。
MegaMark

4
@MegaMark此功能要求元素是唯一的。试试这个:const string s = "HALLOWEEN"; var result = GetPermutations(Enumerable.Range(0, s.Length), s.Length).Select(t => t.Select(i => s[i]));
Pengyang 2015年

36

在这里,我找到了解决方案。它是用Java编写的,但是我已经将其转换为C#。希望对您有帮助。

在此处输入图片说明

这是C#中的代码:

static void Main(string[] args)
{
    string str = "ABC";
    char[] charArry = str.ToCharArray();
    Permute(charArry, 0, 2);
    Console.ReadKey();
}

static void Permute(char[] arry, int i, int n)
{
    int j;
    if (i==n)
        Console.WriteLine(arry);
    else
    {
        for(j = i; j <=n; j++)
        {
            Swap(ref arry[i],ref arry[j]);
            Permute(arry,i+1,n);
            Swap(ref arry[i], ref arry[j]); //backtrack
        }
    }
}

static void Swap(ref char a, ref char b)
{
    char tmp;
    tmp = a;
    a=b;
    b = tmp;
}

它是从另一种语言移植的吗?图片肯定是+1,因为它确实增加了价值。但是,代码本身似乎具有一定的改进潜力。不需要一些次要部分,但最重要的是,当我们发送一些东西并对其进行处理而不是提供参数内的参数并获取返回的值时,我得到了这种C ++的感觉。实际上,我用您的图像实现了C#样式的C#代码(当然,样式是我的个人看法),它对我有很大的帮助,因此当我发布它时,我肯定会从您那里窃取它(并相信为您服务)。
Konrad Viltersten

21

递归不是必需的,这里是有关此解决方案的良好信息。

var values1 = new[] { 1, 2, 3, 4, 5 };

foreach (var permutation in values1.GetPermutations())
{
    Console.WriteLine(string.Join(", ", permutation));
}

var values2 = new[] { 'a', 'b', 'c', 'd', 'e' };

foreach (var permutation in values2.GetPermutations())
{
    Console.WriteLine(string.Join(", ", permutation));
}

Console.ReadLine();

我已经使用该算法多年,它具有O(N)的 时间空间复杂度来计算每个置换

public static class SomeExtensions
{
    public static IEnumerable<IEnumerable<T>> GetPermutations<T>(this IEnumerable<T> enumerable)
    {
        var array = enumerable as T[] ?? enumerable.ToArray();

        var factorials = Enumerable.Range(0, array.Length + 1)
            .Select(Factorial)
            .ToArray();

        for (var i = 0L; i < factorials[array.Length]; i++)
        {
            var sequence = GenerateSequence(i, array.Length - 1, factorials);

            yield return GeneratePermutation(array, sequence);
        }
    }

    private static IEnumerable<T> GeneratePermutation<T>(T[] array, IReadOnlyList<int> sequence)
    {
        var clone = (T[]) array.Clone();

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

        return clone;
    }

    private static int[] GenerateSequence(long number, int size, IReadOnlyList<long> factorials)
    {
        var sequence = new int[size];

        for (var j = 0; j < sequence.Length; j++)
        {
            var facto = factorials[sequence.Length - j];

            sequence[j] = (int)(number / facto);
            number = (int)(number % facto);
        }

        return sequence;
    }

    static void Swap<T>(ref T a, ref T b)
    {
        T temp = a;
        a = b;
        b = temp;
    }

    private static long Factorial(int n)
    {
        long result = n;

        for (int i = 1; i < n; i++)
        {
            result = result * i;
        }

        return result;
    }
}

开箱即用!
revobtz '18

1
也许我不明白O(n)表示法。N是否表示要使算法工作所需的“内部循环”数?在我看来,如果您有N个数字,就好像是O(N * N!)(因为N!次必须进行N次交换)。另外,它必须进行大量的阵列复制。这段代码很“整洁”,但我不会使用。
艾瑞克·弗雷泽(Eric Frazer),

@ericfrazer每个排列仅使用一个数组副本,O(N-1)序列和O(N)交换使用O(N)。而且我仍在生产中使用此方法,但通过重构仅生成一个排列,如:GetPermutation(i)where 0 <= i <= N!-1。我会很乐意使用性能比这更好的东西,因此可以随意调用一个更好的东西的引用,因为大多数替代方法都O(N!)在内存中使用,因此您也可以进行检查。
纳耶拉

11
void permute (char *str, int ptr) {
  int i, len;
  len = strlen(str);
  if (ptr == len) {
    printf ("%s\n", str);
    return;
  }

  for (i = ptr ; i < len ; i++) {
    swap (&str[ptr], &str[i]);
    permute (str, ptr + 1);
    swap (&str[ptr], &str[i]);
  }
}

您可以编写交换功能来交换字符。
这称为permute(string,0);


5
看起来像C,而不是C#。
乔恩·施耐德

9

首先,集合具有置换,而不是字符串或整数,因此我仅假设您的意思是“字符串中的字符集”。

注意,大小为n的集合具有n!n排列。

以下伪代码(来自Wikipedia),用k = 1 ... n调用!将给出所有排列:

function permutation(k, s) {
    for j = 2 to length(s) {
        swap s[(k mod j) + 1] with s[j]; // note that our array is indexed starting at 1
        k := k / j; // integer division cuts off the remainder
    }
    return s;
}

以下是等效的Python代码(用于基于0的数组索引):

def permutation(k, s):
    r = s[:]
    for j in range(2, len(s)+1):
        r[j-1], r[k%j] = r[k%j], r[j-1]
        k = k/j+1
    return r

5
这是什么语言?该问题被标记为C#。我不知道是什么k := k / j;
肖恩·科瓦奇

8

C#中的略微修改版本,可在ANY类型的数组中产生所需的排列。

    // USAGE: create an array of any type, and call Permutations()
    var vals = new[] {"a", "bb", "ccc"};
    foreach (var v in Permutations(vals))
        Console.WriteLine(string.Join(",", v)); // Print values separated by comma


public static IEnumerable<T[]> Permutations<T>(T[] values, int fromInd = 0)
{
    if (fromInd + 1 == values.Length)
        yield return values;
    else
    {
        foreach (var v in Permutations(values, fromInd + 1))
            yield return v;

        for (var i = fromInd + 1; i < values.Length; i++)
        {
            SwapValues(values, fromInd, i);
            foreach (var v in Permutations(values, fromInd + 1))
                yield return v;
            SwapValues(values, fromInd, i);
        }
    }
}

private static void SwapValues<T>(T[] values, int pos1, int pos2)
{
    if (pos1 != pos2)
    {
        T tmp = values[pos1];
        values[pos1] = values[pos2];
        values[pos2] = tmp;
    }
}

此实现有一点警告:仅当您不尝试存储枚举值时,它才能正常工作。如果您尝试执行类似的操作,Permutations(vals).ToArray()那么最终您将获得对同一数组的N个引用。如果您希望能够存储结果,则必须手动创建一个副本。例如Permutations(values).Select(v => (T[])v.Clone())
法拉普

8
class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        Permutation("abc");
    }

    static void Permutation(string rest, string prefix = "")
    {
        if (string.IsNullOrEmpty(rest)) Console.WriteLine(prefix);

        // Each letter has a chance to be permutated
        for (int i = 0; i < rest.Length; i++)
        {                
            Permutation(rest.Remove(i, 1), prefix + rest[i]);
        }
    }
}

1
疯狂的解决方案。谢谢!
Cristian E.

7

我喜欢FBryant87方法,因为它很简单。不幸的是,它确实像许多其他“解决方案”一样,不提供所有排列,或者如果它多次包含相同的数字,则不能提供整数。以656123为例。该行:

var tail = chars.Except(new List<char>(){c});

使用除了会导致所有出现被删除,即当C = 6,两个数字被删除,留给我们的,例如5123.由于没有我试图解决这个解决方案,我决定尝试和解决它自己FBryant87的代码作为基础。这是我想出的:

private static List<string> FindPermutations(string set)
    {
        var output = new List<string>();
        if (set.Length == 1)
        {
            output.Add(set);
        }
        else
        {
            foreach (var c in set)
            {
                // Remove one occurrence of the char (not all)
                var tail = set.Remove(set.IndexOf(c), 1);
                foreach (var tailPerms in FindPermutations(tail))
                {
                    output.Add(c + tailPerms);
                }
            }
        }
        return output;
    }

我只是使用.Remove和.IndexOf删除第一个发现的事件。似乎至少可以按我的预期使用。我相信它可以变得更聪明。

但是要注意一件事:结果列表可能包含重复项,因此请确保使该方法返回,例如改为HashSet,或者在返回后使用您喜欢的任何方法删除重复项。


像绝对的美女一样工作,首先我发现它可以处理重复的字符+1
Jack Casey


5

这是一个纯功能性的F#实现:


let factorial i =
    let rec fact n x =
        match n with
        | 0 -> 1
        | 1 -> x
        | _ -> fact (n-1) (x*n)
    fact i 1

let swap (arr:'a array) i j = [| for k in 0..(arr.Length-1) -> if k = i then arr.[j] elif k = j then arr.[i] else arr.[k] |]

let rec permutation (k:int,j:int) (r:'a array) =
    if j = (r.Length + 1) then r
    else permutation (k/j+1, j+1) (swap r (j-1) (k%j))

let permutations (source:'a array) = seq { for k = 0 to (source |> Array.length |> factorial) - 1 do yield permutation (k,2) source }

通过更改交换以利用CLR阵列的可变性,可以大大提高性能,但是此实现对于源阵列而言是线程安全的,在某些情况下可能是希望的。同样,对于具有16个以上元素的数组,必须将int替换为具有更高/任意精度的类型,因为阶乘17会导致int32溢出。


5

这是使用递归的c#中的简单解决方案,

void Main()
{
    string word = "abc";
    WordPermuatation("",word);
}

void WordPermuatation(string prefix, string word)
{
    int n = word.Length;
    if (n == 0) { Console.WriteLine(prefix); }
    else
    {
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            WordPermuatation(prefix + word[i],word.Substring(0, i) + word.Substring(i + 1, n - (i+1)));
        }
    }
}

感谢您提供非常简单,简短的解决方案!:)
Kristaps Vilerts

4

这是一个易于理解的排列函数,用于输入字符串和整数。使用它甚至可以设置输出长度(通常情况下,它等于输入长度)

    static ICollection<string> result;

    public static ICollection<string> GetAllPermutations(string str, int outputLength)
    {
        result = new List<string>();
        MakePermutations(str.ToCharArray(), string.Empty, outputLength);
        return result;
    }

    private static void MakePermutations(
       char[] possibleArray,//all chars extracted from input
       string permutation,
       int outputLength//the length of output)
    {
         if (permutation.Length < outputLength)
         {
             for (int i = 0; i < possibleArray.Length; i++)
             {
                 var tempList = possibleArray.ToList<char>();
                 tempList.RemoveAt(i);
                 MakePermutations(tempList.ToArray(), 
                      string.Concat(permutation, possibleArray[i]), outputLength);
             }
         }
         else if (!result.Contains(permutation))
            result.Add(permutation);
    }

对于Integer,只需更改调用者方法,MakePermutations()便保持不变:

    public static ICollection<int> GetAllPermutations(int input, int outputLength)
    {
        result = new List<string>();
        MakePermutations(input.ToString().ToCharArray(), string.Empty, outputLength);
        return result.Select(m => int.Parse(m)).ToList<int>();
    }

示例1:GetAllPermutations(“ abc”,3); “ abc”“ acb”“ bac”“ bca”“ cab”“ cba”

示例2:GetAllPermutations(“ abcd”,2); “ ab”“ ac”“ ad”“ ba”“ bc”“ bd”“ ca”“ cb”“ cd”“ da”“ db”“ dc”

示例3:GetAllPermutations(486,2); 48 46 84 86 64 68


我喜欢您的解决方案,因为它很容易理解,谢谢您!但是我选择了其中一个:stackoverflow.com/questions/756055/…。原因是ToList,ToArray和RemoveAt的时间复杂度均为O(N)。因此,基本上,您必须遍历集合的所有元素(请参阅stackoverflow.com/a/15042066/1132522)。与int相同,您基本上会在最后再次遍历所有元素以将它们转换为int。我同意这对“ abc”或486不会产生太大影响。
安德鲁(Andrew)

2

这是将打印所有排列的函数。该功能实现了彼得解释的逻辑。

public class Permutation
{
    //http://www.java2s.com/Tutorial/Java/0100__Class-Definition/RecursivemethodtofindallpermutationsofaString.htm

    public static void permuteString(String beginningString, String endingString)
    {           

        if (endingString.Length <= 1)
            Console.WriteLine(beginningString + endingString);
        else
            for (int i = 0; i < endingString.Length; i++)
            {

                String newString = endingString.Substring(0, i) + endingString.Substring(i + 1);

                permuteString(beginningString + endingString.ElementAt(i), newString);

            }
    }
}

    static void Main(string[] args)
    {

        Permutation.permuteString(String.Empty, "abc");
        Console.ReadLine();

    }

2

下面是我的置换的实现。不要介意变量名,因为我这样做很有趣:)

class combinations
{
    static void Main()
    {

        string choice = "y";
        do
        {
            try
            {
                Console.WriteLine("Enter word :");
                string abc = Console.ReadLine().ToString();
                Console.WriteLine("Combinatins for word :");
                List<string> final = comb(abc);
                int count = 1;
                foreach (string s in final)
                {
                    Console.WriteLine("{0} --> {1}", count++, s);
                }
                Console.WriteLine("Do you wish to continue(y/n)?");
                choice = Console.ReadLine().ToString();
            }
            catch (Exception exc)
            {
                Console.WriteLine(exc);
            }
        } while (choice == "y" || choice == "Y");
    }

    static string swap(string test)
    {
        return swap(0, 1, test);
    }

    static List<string> comb(string test)
    {
        List<string> sec = new List<string>();
        List<string> first = new List<string>();
        if (test.Length == 1) first.Add(test);
        else if (test.Length == 2) { first.Add(test); first.Add(swap(test)); }
        else if (test.Length > 2)
        {
            sec = generateWords(test);
            foreach (string s in sec)
            {
                string init = s.Substring(0, 1);
                string restOfbody = s.Substring(1, s.Length - 1);

                List<string> third = comb(restOfbody);
                foreach (string s1 in third)
                {
                    if (!first.Contains(init + s1)) first.Add(init + s1);
                }


            }
        }

        return first;
    }

    static string ShiftBack(string abc)
    {
        char[] arr = abc.ToCharArray();
        char temp = arr[0];
        string wrd = string.Empty;
        for (int i = 1; i < arr.Length; i++)
        {
            wrd += arr[i];
        }

        wrd += temp;
        return wrd;
    }

    static List<string> generateWords(string test)
    {
        List<string> final = new List<string>();
        if (test.Length == 1)
            final.Add(test);
        else
        {
            final.Add(test);
            string holdString = test;
            while (final.Count < test.Length)
            {
                holdString = ShiftBack(holdString);
                final.Add(holdString);
            }
        }

        return final;
    }

    static string swap(int currentPosition, int targetPosition, string temp)
    {
        char[] arr = temp.ToCharArray();
        char t = arr[currentPosition];
        arr[currentPosition] = arr[targetPosition];
        arr[targetPosition] = t;
        string word = string.Empty;
        for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
        {
            word += arr[i];

        }

        return word;

    }
}

2

这是我写的一个高级示例,阐释了Peter给出的人类语言解释:

    public List<string> FindPermutations(string input)
    {
        if (input.Length == 1)
            return new List<string> { input };
        var perms = new List<string>();
        foreach (var c in input)
        {
            var others = input.Remove(input.IndexOf(c), 1);
            perms.AddRange(FindPermutations(others).Select(perm => c + perm));
        }
        return perms;
    }

该解决方案实际上存在缺陷,因为如果字符串集包含任何重复字符,它将失败。例如,在单词“ test”上,“ Except”命令将删除“ t”的两个实例,而不是在必要时仅删除第一个和最后一个实例。
Middas

1
@Middas位置很好,幸运的是,拥抱已提出解决方案。
FBryant87

1

如果性能和内存是一个问题,我建议这种非常有效的实现。根据Wikipedia中的Heap算法,它应该是最快的。希望它能满足您的需求:-)!

就像将它与10的Linq实现进行比较!(包括代码):

  • 这:235毫秒中的36288000个项目
  • LINQ:50051毫米中的36288000个项目

    using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.Diagnostics;
    using System.Linq;
    using System.Runtime.CompilerServices;
    using System.Text;
    
    namespace WpfPermutations
    {
        /// <summary>
        /// EO: 2016-04-14
        /// Generator of all permutations of an array of anything.
        /// Base on Heap's Algorithm. See: https://en.wikipedia.org/wiki/Heap%27s_algorithm#cite_note-3
        /// </summary>
        public static class Permutations
        {
            /// <summary>
            /// Heap's algorithm to find all pmermutations. Non recursive, more efficient.
            /// </summary>
            /// <param name="items">Items to permute in each possible ways</param>
            /// <param name="funcExecuteAndTellIfShouldStop"></param>
            /// <returns>Return true if cancelled</returns> 
            public static bool ForAllPermutation<T>(T[] items, Func<T[], bool> funcExecuteAndTellIfShouldStop)
            {
                int countOfItem = items.Length;
    
                if (countOfItem <= 1)
                {
                    return funcExecuteAndTellIfShouldStop(items);
                }
    
                var indexes = new int[countOfItem];
                for (int i = 0; i < countOfItem; i++)
                {
                    indexes[i] = 0;
                }
    
                if (funcExecuteAndTellIfShouldStop(items))
                {
                    return true;
                }
    
                for (int i = 1; i < countOfItem;)
                {
                    if (indexes[i] < i)
                    { // On the web there is an implementation with a multiplication which should be less efficient.
                        if ((i & 1) == 1) // if (i % 2 == 1)  ... more efficient ??? At least the same.
                        {
                            Swap(ref items[i], ref items[indexes[i]]);
                        }
                        else
                        {
                            Swap(ref items[i], ref items[0]);
                        }
    
                        if (funcExecuteAndTellIfShouldStop(items))
                        {
                            return true;
                        }
    
                        indexes[i]++;
                        i = 1;
                    }
                    else
                    {
                        indexes[i++] = 0;
                    }
                }
    
                return false;
            }
    
            /// <summary>
            /// This function is to show a linq way but is far less efficient
            /// </summary>
            /// <typeparam name="T"></typeparam>
            /// <param name="list"></param>
            /// <param name="length"></param>
            /// <returns></returns>
            static IEnumerable<IEnumerable<T>> GetPermutations<T>(IEnumerable<T> list, int length)
            {
                if (length == 1) return list.Select(t => new T[] { t });
    
                return GetPermutations(list, length - 1)
                    .SelectMany(t => list.Where(e => !t.Contains(e)),
                        (t1, t2) => t1.Concat(new T[] { t2 }));
            }
    
            /// <summary>
            /// Swap 2 elements of same type
            /// </summary>
            /// <typeparam name="T"></typeparam>
            /// <param name="a"></param>
            /// <param name="b"></param>
            [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
            static void Swap<T>(ref T a, ref T b)
            {
                T temp = a;
                a = b;
                b = temp;
            }
    
            /// <summary>
            /// Func to show how to call. It does a little test for an array of 4 items.
            /// </summary>
            public static void Test()
            {
                ForAllPermutation("123".ToCharArray(), (vals) =>
                {
                    Debug.Print(String.Join("", vals));
                    return false;
                });
    
                int[] values = new int[] { 0, 1, 2, 4 };
    
                Debug.Print("Non Linq");
                ForAllPermutation(values, (vals) =>
                {
                    Debug.Print(String.Join("", vals));
                    return false;
                });
    
                Debug.Print("Linq");
                foreach(var v in GetPermutations(values, values.Length))
                {
                    Debug.Print(String.Join("", v));
                }
    
                // Performance
                int count = 0;
    
                values = new int[10];
                for(int n = 0; n < values.Length; n++)
                {
                    values[n] = n;
                }
    
                Stopwatch stopWatch = new Stopwatch();
                stopWatch.Reset();
                stopWatch.Start();
    
                ForAllPermutation(values, (vals) =>
                {
                    foreach(var v in vals)
                    {
                        count++;
                    }
                    return false;
                });
    
                stopWatch.Stop();
                Debug.Print($"Non Linq {count} items in {stopWatch.ElapsedMilliseconds} millisecs");
    
                count = 0;
                stopWatch.Reset();
                stopWatch.Start();
    
                foreach (var vals in GetPermutations(values, values.Length))
                {
                    foreach (var v in vals)
                    {
                        count++;
                    }
                }
    
                stopWatch.Stop();
                Debug.Print($"Linq {count} items in {stopWatch.ElapsedMilliseconds} millisecs");
    
            }
        }
    }

1

这是我在JavaScript(NodeJS)中的解决方案。主要思想是我们一次获取一个元素,将其从字符串中“删除”,改变其余字符,然后将该元素插入到最前面。

function perms (string) {
  if (string.length == 0) {
    return [];
  }
  if (string.length == 1) {
    return [string];
  }
  var list = [];
  for(var i = 0; i < string.length; i++) {
    var invariant = string[i];
    var rest = string.substr(0, i) + string.substr(i + 1);
    var newPerms = perms(rest);
    for (var j = 0; j < newPerms.length; j++) {
      list.push(invariant + newPerms[j]);
    }
  }
  return list;
}

module.exports = perms;

这是测试:

require('should');
var permutations = require('../src/perms');

describe('permutations', function () {
  it('should permute ""', function () {
    permutations('').should.eql([]);
  })

  it('should permute "1"', function () {
    permutations('1').should.eql(['1']);
  })

  it('should permute "12"', function () {
    permutations('12').should.eql(['12', '21']);
  })

  it('should permute "123"', function () {
    var expected = ['123', '132', '321', '213', '231', '312'];
    var actual = permutations('123');
    expected.forEach(function (e) {
      actual.should.containEql(e);
    })
  })

  it('should permute "1234"', function () {
    // Wolfram Alpha FTW!
    var expected = ['1234', '1243', '1324', '1342', '1423', '1432', '2134', '2143', '2314', '2341', '2413', '2431', '3124', '3142', '3214', '3241', '3412', '3421', '4123', '4132'];
    var actual = permutations('1234');
    expected.forEach(function (e) {
      actual.should.containEql(e);
    })
  })
})

1

这是我能想到的最简单的解决方案:

let rec distribute e = function
  | [] -> [[e]]
  | x::xs' as xs -> (e::xs)::[for xs in distribute e xs' -> x::xs]

let permute xs = Seq.fold (fun ps x -> List.collect (distribute x) ps) [[]] xs

distribute函数接受一个新元素e和一个n-element列表,并返回一个列表列表,n+1每个列表都已e插入不同的位置。例如,10在列表的四个可能位置分别插入[1;2;3]

> distribute 10 [1..3];;
val it : int list list =
  [[10; 1; 2; 3]; [1; 10; 2; 3]; [1; 2; 10; 3]; [1; 2; 3; 10]]

permute功能在折叠依次分布在迄今积累的排列,在所有排列高潮每个元素。例如,列表的6个排列[1;2;3]

> permute [1;2;3];;
val it : int list list =
  [[3; 2; 1]; [2; 3; 1]; [2; 1; 3]; [3; 1; 2]; [1; 3; 2]; [1; 2; 3]]

为了保持中间累加器而fold将a 更改为a scan可以了解一些如何一次生成元素的排列:

> Seq.scan (fun ps x -> List.collect (distribute x) ps) [[]] [1..3];;
val it : seq<int list list> =
  seq
    [[[]]; [[1]]; [[2; 1]; [1; 2]];
     [[3; 2; 1]; [2; 3; 1]; [2; 1; 3]; [3; 1; 2]; [1; 3; 2]; [1; 2; 3]]]

1

列出字符串的排列。重复字符时避免重复:

using System;
using System.Collections;

class Permutation{
  static IEnumerable Permutations(string word){
    if (word == null || word.Length <= 1) {
      yield return word;
      yield break;
    }

    char firstChar = word[0];
    foreach( string subPermute in Permutations (word.Substring (1)) ) {
      int indexOfFirstChar = subPermute.IndexOf (firstChar);
      if (indexOfFirstChar == -1) indexOfFirstChar = subPermute.Length;

      for( int index = 0; index <= indexOfFirstChar; index++ )
        yield return subPermute.Insert (index, new string (firstChar, 1));
    }
  }

  static void Main(){
    foreach( var permutation in Permutations ("aab") )
      Console.WriteLine (permutation);
  }
}

2
由于已经存在这么多可行的解决方案,因此您可能想在这里描述是什么使您的解决方案在所有其他解决方案中脱颖而出。
nvoigt

避免在重复字符时出现重复(由chindirala给出另一个答案)。对于“ aab”:aab aba baa
Val

1

在@Peter解决方案的基础上,这是一个声明Permutations()可在any上使用的简单LINQ样式扩展方法的版本IEnumerable<T>

用法(以字符串字符为例):

foreach (var permutation in "abc".Permutations())
{
    Console.WriteLine(string.Join(", ", permutation));
}

输出:

a, b, c
a, c, b
b, a, c
b, c, a
c, b, a
c, a, b

或在任何其他集合类型上:

foreach (var permutation in (new[] { "Apples", "Oranges", "Pears"}).Permutations())
{
    Console.WriteLine(string.Join(", ", permutation));
}

输出:

Apples, Oranges, Pears
Apples, Pears, Oranges
Oranges, Apples, Pears
Oranges, Pears, Apples
Pears, Oranges, Apples
Pears, Apples, Oranges
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

public static class PermutationExtension
{
    public static IEnumerable<T[]> Permutations<T>(this IEnumerable<T> source)
    {
        var sourceArray = source.ToArray();
        var results = new List<T[]>();
        Permute(sourceArray, 0, sourceArray.Length - 1, results);
        return results;
    }

    private static void Swap<T>(ref T a, ref T b)
    {
        T tmp = a;
        a = b;
        b = tmp;
    }

    private static void Permute<T>(T[] elements, int recursionDepth, int maxDepth, ICollection<T[]> results)
    {
        if (recursionDepth == maxDepth)
        {
            results.Add(elements.ToArray());
            return;
        }

        for (var i = recursionDepth; i <= maxDepth; i++)
        {
            Swap(ref elements[recursionDepth], ref elements[i]);
            Permute(elements, recursionDepth + 1, maxDepth, results);
            Swap(ref elements[recursionDepth], ref elements[i]);
        }
    }
}

0

这是将递归打印所有排列的函数。

public void Permutations(string input, StringBuilder sb)
    {
        if (sb.Length == input.Length)
        {
            Console.WriteLine(sb.ToString());
            return;
        }

        char[] inChar = input.ToCharArray();

        for (int i = 0; i < input.Length; i++)
        {
            if (!sb.ToString().Contains(inChar[i]))
            {
                sb.Append(inChar[i]);
                Permutations(input, sb);    
                RemoveChar(sb, inChar[i]);
            }
        }
    }

private bool RemoveChar(StringBuilder input, char toRemove)
    {
        int index = input.ToString().IndexOf(toRemove);
        if (index >= 0)
        {
            input.Remove(index, 1);
            return true;
        }
        return false;
    }

0
class Permutation
{
    public static List<string> Permutate(string seed, List<string> lstsList)
    {
        loopCounter = 0;
        // string s="\w{0,2}";
        var lstStrs = PermuateRecursive(seed);

        Trace.WriteLine("Loop counter :" + loopCounter);
        return lstStrs;
    }

    // Recursive function to find permutation
    private static List<string> PermuateRecursive(string seed)
    {
        List<string> lstStrs = new List<string>();

        if (seed.Length > 2)
        {
            for (int i = 0; i < seed.Length; i++)
            {
                str = Swap(seed, 0, i);

                PermuateRecursive(str.Substring(1, str.Length - 1)).ForEach(
                    s =>
                    {
                        lstStrs.Add(str[0] + s);
                        loopCounter++;
                    });
                ;
            }
        }
        else
        {
            lstStrs.Add(seed);
            lstStrs.Add(Swap(seed, 0, 1));
        }
        return lstStrs;
    }
    //Loop counter variable to count total number of loop execution in various functions
    private static int loopCounter = 0;

    //Non recursive  version of permuation function
    public static List<string> Permutate(string seed)
    {
        loopCounter = 0;
        List<string> strList = new List<string>();
        strList.Add(seed);
        for (int i = 0; i < seed.Length; i++)
        {
            int count = strList.Count;
            for (int j = i + 1; j < seed.Length; j++)
            {
                for (int k = 0; k < count; k++)
                {
                    strList.Add(Swap(strList[k], i, j));
                    loopCounter++;
                }
            }
        }
        Trace.WriteLine("Loop counter :" + loopCounter);
        return strList;
    }

    private static string Swap(string seed, int p, int p2)
    {
        Char[] chars = seed.ToCharArray();
        char temp = chars[p2];
        chars[p2] = chars[p];
        chars[p] = temp;
        return new string(chars);
    }
}

0

这是一个简化的C#答案。

public static void StringPermutationsDemo()
{
    strBldr = new StringBuilder();

    string result = Permute("ABCD".ToCharArray(), 0);
    MessageBox.Show(result);
}     

static string Permute(char[] elementsList, int startIndex)
{
    if (startIndex == elementsList.Length)
    {
        foreach (char element in elementsList)
        {
            strBldr.Append(" " + element);
        }
        strBldr.AppendLine("");
    }
    else
    {
        for (int tempIndex = startIndex; tempIndex <= elementsList.Length - 1; tempIndex++)
        {
            Swap(ref elementsList[startIndex], ref elementsList[tempIndex]);

            Permute(elementsList, (startIndex + 1));

            Swap(ref elementsList[startIndex], ref elementsList[tempIndex]);
        }
    }

    return strBldr.ToString();
}

static void Swap(ref char Char1, ref char Char2)
{
    char tempElement = Char1;
    Char1 = Char2;
    Char2 = tempElement;
}

输出:

1 2 3
1 3 2

2 1 3
2 3 1

3 2 1
3 1 2

0

这是我的解决方案,我很容易理解

class ClassicPermutationProblem
{
    ClassicPermutationProblem() { }

    private static void PopulatePosition<T>(List<List<T>> finalList, List<T> list, List<T> temp, int position)
    {
         foreach (T element in list)
         {
             List<T> currentTemp = temp.ToList();
             if (!currentTemp.Contains(element))
                currentTemp.Add(element);
             else
                continue;

             if (position == list.Count)
                finalList.Add(currentTemp);
             else
                PopulatePosition(finalList, list, currentTemp, position + 1);
        }
    }

    public static List<List<int>> GetPermutations(List<int> list)
    {
        List<List<int>> results = new List<List<int>>();
        PopulatePosition(results, list, new List<int>(), 1);
        return results;
     }
}

static void Main(string[] args)
{
    List<List<int>> results = ClassicPermutationProblem.GetPermutations(new List<int>() { 1, 2, 3 });
}

0

这是上述算法的另一种实现。

public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        string str = "abcefgh";
        var astr = new Permutation().GenerateFor(str);
        Console.WriteLine(astr.Length);
        foreach(var a in astr)
        {
            Console.WriteLine(a);
        }
        //a.ForEach(Console.WriteLine);
    }
}

class Permutation
{
    public string[] GenerateFor(string s)
    {  

        if(s.Length == 1)
        {

            return new []{s}; 
        }

        else if(s.Length == 2)
        {

            return new []{s[1].ToString()+s[0].ToString(),s[0].ToString()+s[1].ToString()};

        }

        var comb = new List<string>();

        foreach(var c in s)
        {

            string cStr = c.ToString();

            var sToProcess = s.Replace(cStr,"");
            if (!string.IsNullOrEmpty(sToProcess) && sToProcess.Length>0)
            {
                var conCatStr = GenerateFor(sToProcess);



                foreach(var a in conCatStr)
                {
                    comb.Add(c.ToString()+a);
                }


            }
        }
        return comb.ToArray();

    }
}

new Permutation().GenerateFor("aba")输出string[4] { "ab", "baa", "baa", "ab" }
Atomosk

0
    //Generic C# Method
            private static List<T[]> GetPerms<T>(T[] input, int startIndex = 0)
            {
                var perms = new List<T[]>();

                var l = input.Length - 1;

                if (l == startIndex)
                    perms.Add(input);
                else
                {

                    for (int i = startIndex; i <= l; i++)
                    {
                        var copy = input.ToArray(); //make copy

                        var temp = copy[startIndex];

                        copy[startIndex] = copy[i];
                        copy[i] = temp;

                        perms.AddRange(GetPerms(copy, startIndex + 1));

                    }
                }

                return perms;
            }

            //usages
            char[] charArray = new char[] { 'A', 'B', 'C' };
            var charPerms = GetPerms(charArray);


            string[] stringArray = new string[] { "Orange", "Mango", "Apple" };
            var stringPerms = GetPerms(stringArray);


            int[] intArray = new int[] { 1, 2, 3 };
            var intPerms = GetPerms(intArray);

如果您可以详细说明此代码的工作原理,而不是将其留在这里,那将是很棒的。
iBug

-1
    /// <summary>
    /// Print All the Permutations.
    /// </summary>
    /// <param name="inputStr">input string</param>
    /// <param name="strLength">length of the string</param>
    /// <param name="outputStr">output string</param>
    private void PrintAllPermutations(string inputStr, int strLength,string outputStr, int NumberOfChars)
    {
        //Means you have completed a permutation.
        if (outputStr.Length == NumberOfChars)
        {
            Console.WriteLine(outputStr);                
            return;
        }

        //For loop is used to print permutations starting with every character. first print all the permutations starting with a,then b, etc.
        for(int i=0 ; i< strLength; i++)
        {
            // Recursive call : for a string abc = a + perm(bc). b+ perm(ac) etc.
            PrintAllPermutations(inputStr.Remove(i, 1), strLength - 1, outputStr + inputStr.Substring(i, 1), 4);
        }
    }        
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