如何将return所有数组排列迭代到two-dimensional数组中？

Question

我正在尝试编写一个程序来遍历字符串数组的所有可能排列，return 一个包含所有排列的二维数组。具体来说，我正在尝试使用长度为 4 的字符串数组 return 具有 24 行和 4 列的二维数组。

我只找到了迭代打印字符串但没有在数组中使用它们的方法。我也找到了递归的方法，但它们不起作用，因为我正在与其他人一起使用这段代码，而递归函数要困难得多。

对于我希望代码执行的操作，我知道 header 应该是：

public class Permutation
{
     public String[][] arrayPermutation(String[] str)
     {
          //code to return 2D array
     }
}

//我尝试使用堆算法的递归方法，但是//它的参数非常复杂。

我是编程新手，非常感谢任何帮助。

Answer 1

你的 permutation-problem 基本上只是一个 index-permutation 问题。如果您可以在所有可能的变体中对从 0 到 n - 1 的数字进行排序，则可以将它们用作输入数组的索引，并简单地复制字符串。下面的算法不是最优的，但足够形象，可以反复解释和实现。

public static String[][] getAllPermutations(String[] str) {
    LinkedList<Integer> current = new LinkedList<>();
    LinkedList<Integer[]> permutations = new LinkedList<>();

    int length = str.length;
    current.add(-1);

    while (!current.isEmpty()) {
        // increment from the last position.
        int position = Integer.MAX_VALUE;
        position = getNextUnused(current, current.pop() + 1);
        while (position >= length && !current.isEmpty()) {
            position = getNextUnused(current, current.pop() + 1);
        }
        if (position < length) {
            current.push(position);
        } else {
            break;
        }

        // fill with all available indexes.
        while (current.size() < length) {
            // find first unused index.
            int unused = getNextUnused(current, 0);

            current.push(unused);
        }
        // record result row.
        permutations.add(current.toArray(new Integer[0]));
    }

    // select the right String, based on the index-permutation done before.
    int numPermutations = permutations.size();
    String[][] result = new String[numPermutations][length];
    for (int i = 0; i < numPermutations; ++i) {
        Integer[] indexes = permutations.get(i);
        String[] row = new String[length];
        for (int d = 0; d < length; ++d) {
            row[d] = str[indexes[d]];
        }
        result[i] = row;
    }

    return result;
}

public static int getNextUnused(LinkedList<Integer> used, Integer current) {
    int unused = current != null ? current : 0;
    while (used.contains(unused)) {
        ++unused;
    }
    return unused;
}

getAllPermutations-method 组织在初始化部分，循环收集所有排列（数字），最后将找到的 index-permutation 转换为 String-permutations.

由于从 int 到 String 的转换很简单，我将只解释集合部分。只要表示没有完全耗尽或从内部终止，循环就会迭代。

首先，我们增加表示（current）。为此，我们采用最后一个 'digit' 并将其递增到下一个自由值。然后我们弹出，如果我们超过长度，并查看下一个数字（并增加它）。我们继续这样做，直到我们达到合法值（低于长度）。

之后，我们用所有剩余的数字填充剩余的数字。完成后，我们将当前表示存储到数组列表中。

这个算法在运行时间上不是最优的！堆更快。但是迭代地实现堆需要一个 non-trivial 堆栈，这对 implement/explain.

来说很烦人

如何将return所有数组排列迭代到two-dimensional数组中？

How to return all array permutations iteratively into a two-dimensional array?

java

arrays

string

permutation

heaps-algorithm