java - 没有重复元素的字符串排列

Question

我正在使用此代码 https://stackoverflow.com/a/4240323/2655623 创建排列并对每个结果进行一些计算。

public static void permutation(String str) { 
    permutation("", str); 
}

private static void permutation(String prefix, String str) {
    int n = str.length();

    int p = prefix.length();
    if(p==5){
            //do some calculation for |prefix| = 5
            return;
    }
    for (int i = 0; i < n; i++){
            permutation(prefix + str.charAt(i), str.substring(0, i) + str.substring(i+1, n));
    }
}

这个算法对我很有效。但是，我想看看如何删除重复字符，这样我就不再计算前缀了。例如对于

permutation("aacccbbdeeeef");

我会处理abcde关于

A = 2 * 4*3*2*1 when a----
B = 2 * 4*3*2*1 when b----
C = 3 * 4*3*2*1 when c----
and so on...
// I hope you get the idea

我想知道我是否可以减少重复计算的数量。

我认为的一种方法是对字符顺序进行排序，当我对它们使用 FOR 时，只计算每个重复字符中的一个。

for (int i = 0; i < n; i++){
    if(i>0 && str.charAt(i) == str.charAt(i-1)) continue;
    permutation.....
}

这对我来说很好，因为只需要排列一次。当重复字母数量较多时，它会大大减少调用次数。

现在，总结一下，我想知道是否

1. 这是保证我不会错过任何排列吗？
2. 如何防止像 a(1)ba(2)cd 和 a(2)ba(1)cd 这样的情况 当 p=5 时发生。至于 p=8 或 10，我使用的技巧不会那么有效。那我需要做什么？

非常感谢。

Answer 1

1. 这是保证我不会错过任何排列吗？

是的。如果所有重复的字符都在块中，如"aaabbccccc"，则该行代码

if(i>0 && str.charAt(i) == str.charAt(i-1)) continue;

正是您所需要的。它不会错过任何排列，因为它只会跳过那些本来是相同的排列。而且它不会重复任何排列，因为相等的字符是在块中。

1. 如何防止像 a(1)ba(2)cd 和 a(2)ba(1)cd 这样的情况 当 p=5 时发生。至于 p=8 或 10，我使用的技巧不会是 那个高效。那我需要做什么？

我认为根本不需要担心像"abacd" 这样的输入字符串。此字符串的排列集与"aabcd" 的排列集完全相同，因此从开头对字符串进行排序（这会将重复的字符收集到块中）并调用permutation("", sortedString); 是有意义的。这样做你可以使用你提到的技巧。

对于长字符串，无论如何它都会很慢，因为有很多排列，也因为该方法创建了很多字符串对象。这些因素比使用continue 在比严格必要的稍大的范围内迭代所产生的轻微低效率更为重要。

Answer 2

简单的解决方案可以是将字符存储到一个集合中（删除重复项）并读取它们；）

Answer 3

public static void permutation(String str) { 
    Set<Character> charsSet = new HashSet<Character>();
    for (int i = 0; i < s.length(); i++){
        Character  c = new Character (s.charAt(i));
        charsSet.add(c);   
    }
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    for (Character  c : charsSet) {
        sb.append(c.charValue());
    }
    permutation("", sb.toString()); 
}

private static void permutation(String prefix, String str) {
    int n = str.length();

    int p = prefix.length();
    if(p==5){
            //do some calculation for |prefix| = 5
            return;
    }
    for (int i = 0; i < n; i++){
            permutation(prefix + str.charAt(i), str.substring(0, i) + str.substring(i+1, n));
    }
}

Answer 4

这是我对“长度为 n 的总有符号排列”的变体

样本数据集

2

样本输出

-1 -2

-1 2

1 -2

1 2

-2 -1

-2 1

2 -1

2 1

总数：8

请按照此示例：

private static int count = 0;

@Test
public void unsignedPermTest(){
    final int unsigendN = 2;
    final int n = unsigendN * 2;

    final int[] arr = new int[n];

    for(int i=1; i<=unsigendN;i++){
        arr[i-1] = i;
        arr[arr.length-i] = -i;
    }

    count = 0;
    permutation(arr, n, unsigendN);
    System.out.println("total: " + count);
}

public static void permutation(final int[] arr, final int n, final int k) {
    permutation(arr, "", n, k);
}

private static void permutation(final int[] arr, final String prefix, final int n, final int k) {

    if (k == 0)
    {
        final String res = prefix.substring(1);

        final String[] chars = res.split(" ");

        for(int i=0; i<chars.length;i++){
            for(int j=i+1; j<chars.length;j++){
                if(chars[i].replace("-", "").equals(chars[j].replace("-", ""))) return;
            }
        }

        count=count+1;
        System.out.println(res);
        return;
    }

    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        permutation(arr, prefix + " " + arr[i], n, k - 1);
    }
}