生成字符串的所有组合的算法答案

【问题标题】：Algorithm to generate all combinations of a string生成字符串的所有组合的算法
【发布时间】：2012-02-16 11:10:30
【问题描述】：

我在网上找到了一个链接，该链接显示了一种生成字符串所有组合的算法：http://www.mytechinterviews.com/combinations-of-a-string

算法复制如下。

void combine(String instr, StringBuffer outstr, int index)
{
    for (int i = index; i < instr.length(); i++)
    {
        outstr.append(instr.charAt(i));
        System.out.println(outstr);
        combine(instr, outstr, i + 1);
        outstr.deleteCharAt(outstr.length() - 1);
    }
} 

combine("abc", new StringBuffer(), 0);

我不明白的是这条线：

outstr.deleteCharAt(outstr.length() - 1);

如果我删除这一行，程序显然不再工作了，但为什么首先需要这样做呢？我理解递归的想法，我们改变初始字符并递归剩余的字符，但 deleteChar 行似乎在逻辑上不适合任何地方。添加 outstr.deleteCharAt 行的原因是什么？

【问题讨论】：

由于我们想要所有组合，有charAt(i) 没有它，我们需要将这两种情况分开。那些没有 charAt(i) 的组合在 for 循环的下一次迭代中被处理，在当前迭代结束之前通过 deleteCharAt() 的魔力。

标签： java algorithm combinations

【解决方案1】：

计算可能的字符串组合的最简单方法在这里 ...

在给定批次 N = NcR 中找到 R 个组合

所以我们在这里发现的是，所有可能的组合 = Nc0 + Nc1 .... + Ncn = 2 Pow N

因此，对于长度为 N 个字符的给定单词，您将获得 2 个 Pow N 组合。

如果你用二进制表示 1 到 (2 Pow N) 个整数，并将你的 char 放在 1 存在的地方，最后你会得到解决方案。

示例：

输入：ABC

解决方案：

ABC 长度为 3。所以可能的组合 2 Pow 3 = 8

如果 0 - 8 用二进制表示

000 =

001 = C

010 = B

011 = 公元前

100 = 一个

101 = 交流

110 = AB

111 = ABC

所有可能的组合如上所示。

【讨论】：

谢谢！这样可以更轻松地理解解决方案。
太棒了！我相信这是最直观的实现方式
它没有 BA, CA, CBA .. 和其他的，我猜这些是可能的，不同的字符串。

【解决方案2】：

outstr.deleteCharAt 的调用通过删除outstr 的最后一个字符来抵消outstr.append 的影响。

每次循环迭代如下：

附加一个字符
打印结果
在i+1级别执行递归调用
删除我们在步骤 1 中添加的字符

【讨论】：

【解决方案3】：

它平衡了循环体的第一行，将 outstr 恢复到循环体顶部的位置（通过从附加的 instr 中删除字符）。

【讨论】：

【解决方案4】：

它非常合乎逻辑。你看我们这里有一个递归算法。在位置i 的每个步骤中，我们放置字符串的一个字母，然后递归调用该函数以在下一个位置放置另一个字母。但是，当我们从递归返回时，我们需要删除我们最初放置的字符，以便我们可以将其替换为序列中下一个可能的字符。示例：

append a on pos 0 -> a
call recursion
append a on pos 1 -> aa
call recursion
append a on pos 2 -> aaa
return from recursion
remove a from pos 2 -> aa
append b on pos 2 -> aab
return from recursion
remove b from pos 2 -> aa
append c on pos 2 -> aac
etc.

【讨论】：

【解决方案5】：

下面的代码是生成字符串的排列组合，基本概念是一次选择一个字符：

public class permutecombo
{
  static void initiate(String s)
  {
    permute("", s);
    System.out.println("----------------------------------------- ");
    combo("", s);
    System.out.println("----------------------------------------- ");
  }

  static void combo(String prefix, String s)
  {
    int N = s.length();

    System.out.println(prefix);

    for (int i = 0 ; i < N ; i++)
      combo(prefix + s.charAt(i), s.substring(i+1));
  }
  static void permute(String prefix, String s)
  {
    int N = s.length();

    if (N == 0)
      System.out.println(" " + prefix);

    for (int i = 0 ; i < N ; i++)
      permute(prefix + s.charAt(i), s.substring(0, i) + s.substring(i+1, N));
  }

  public static void main(String[] args)
  {
    String s = "1234";
    initiate(s);
  }
}

【讨论】：

【解决方案6】：

我们可以使用前面提到的位概念来生成一个字符串的所有子字符串。这是执行此操作的代码（在 C++ 中，但您明白了）：-

string s;
int n = s.size();
int num = 1<<n;
for(int i =1; i< num ; i++){ //Checks all the permutations.
    int value = i;
    int j, pos;
    for (j=1, pos=1; j < num; j<<=1, pos++) //Finds the bits that are set
        if (i & j)
            cout<<s[pos-1]; //You can print s[n-pos] to print according to bit position
    cout<<endl;        
}

例如;- 字符串 s = abc ,

 The size is 3  . So we check from 1 to 7 ( 1<<3).
 for i = 1 ( 001 ) , the first bit is set, so a is printed.
 for i = 2 ( 010 ) , the second bit is set, so b is printed.
 for i = 3 ( 011 ) , the first and second bit are set, so ab is printed.
 .
 .
 .
 for i = 7 ( 111 ) , all three bits are set, so abc is printed.

【讨论】：

【解决方案7】：

这是没有 OP 问题中棘手的回溯步骤的 C++ 代码。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
static const string in("abc");
void combine(int i, string out)
{
    if (i==in.size()) {
        cout << out << endl;
        return;
    }
    combine(i+1, out);
    combine(i+1, out+in[i]);
}

int main()
{
    combine(0, "");
    return 0;
}

我希望这能更好地体现组合的精神。

【讨论】：

【解决方案8】：

outstr.deleteCharAt(outstr.length() - 1);

表示你有

n^(n-1)/2 pairs of combinations.

迭代的for循环在递归函数调用后不会停止，所以你需要删除输出缓冲区中的最后一个字符，因为你不想得到

n^n/2 pairs of combinations.

在图论中，这将是短路。

【讨论】：

【解决方案9】：

// IF YOU NEED REPEATITION USE ARRAYLIST INSTEAD OF SET!!

import java.util.*;
public class Permutation {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner in=new Scanner(System.in);
        System.out.println("ENTER A STRING");
        Set<String> se=find(in.nextLine());
        System.out.println((se));
    }
    public static Set<String> find(String s)
    {
        Set<String> ss=new HashSet<String>();
        if(s==null)
        {
            return null;
        }
        if(s.length()==0)
        {
            ss.add("");
        }
        else
        {
            char c=s.charAt(0);
            String st=s.substring(1);
            Set<String> qq=find(st);
            for(String str:qq)
            {
                for(int i=0;i<=str.length();i++)
                {
                    ss.add(comb(str,c,i));
                }
            }
        }
        return ss;

    }
    public static String comb(String s,char c,int i)
    {
        String start=s.substring(0,i);
        String end=s.substring(i);
        return start+c+end;
    }

}


// IF YOU NEED REPEATITION USE ARRAYLIST INSTEAD OF SET!!

【讨论】：

【解决方案10】：

import com.google.common.collect.Lists;

import java.util.List;

public class Combinations {
    public static String[] getCombinations(final String input) {
        final List<String> combinations = Lists.newArrayList();
        getCombinations(input.toCharArray(), combinations, 0, "");
        return combinations.toArray(new String[0]);
    }

    private static void getCombinations(final char[] input, final List<String> combinations, final int index, final String combination) {
        if (index == input.length) {
            combinations.add(combination);
            return;
        }
        getCombinations(input, combinations, index + 1, combination + String.valueOf(input[index]));
        getCombinations(input, combinations, index + 1, combination);
    }

}

相应的测试：

import org.hamcrest.Matchers;
import org.junit.Test;

import static org.hamcrest.MatcherAssert.assertThat;

public class CombinationsTest {
    @Test
    public void testCombinations() {
        verify(Combinations.getCombinations(""), "");
        verify(Combinations.getCombinations("a"), "a", "");
        verify(Combinations.getCombinations("ab"), "ab", "a", "b", "");
        verify(Combinations.getCombinations("abc"), "abc", "ab", "ac", "a", "bc", "b", "c", "");
        verify(Combinations.getCombinations("abcd"),
                "abcd", "abc", "abd", "ab", "acd", "ac", "ad", "a", "bcd", "bc", "bd", "b", "cd", "c", "d", "");
    }

    private void verify(final String[] actual, final String... expected) {
        assertThat(actual, Matchers.equalTo(expected));
    }
}

【讨论】：