Algorithme permettant de retourner toutes les combinaisons de k éléments parmi n

Question

Je veux écrire une fonction qui prend un tableau de lettres comme argument et un nombre de ces lettres à sélectionner.

Disons que vous fournissez un tableau de 8 lettres et que vous voulez en sélectionner 3. Alors vous devriez obtenir :

8! / ((8 - 3)! * 3!) = 56

Des tableaux (ou mots) en retour composés de 3 lettres chacun.

Answer 1

Mon implémentation en c/c++

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <iconv.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    int opt = -1, min_len = 0, max_len = 0;
    char ofile[256], fchar[2], tchar[2];
    ofile[0] = 0;
    fchar[0] = 0;
    tchar[0] = 0;
    while((opt = getopt(argc, argv, "o:f:t:l:L:")) != -1)
    {
            switch(opt)
            {
                    case 'o':
                    strncpy(ofile, optarg, 255);
                    break;
                    case 'f':
                    strncpy(fchar, optarg, 1);
                    break;
                    case 't':
                    strncpy(tchar, optarg, 1);
                    break;
                    case 'l':
                    min_len = atoi(optarg);
                    break;
                    case 'L':
                    max_len = atoi(optarg);
                    break;
                    default:
                    printf("usage: %s -oftlL\n\t-o output file\n\t-f from char\n\t-t to char\n\t-l min seq len\n\t-L max seq len", argv[0]);
            }
    }
if(max_len < 1)
{
    printf("error, length must be more than 0\n");
    return 1;
}
if(min_len > max_len)
{
    printf("error, max length must be greater or equal min_length\n");
    return 1;
}
if((int)fchar[0] > (int)tchar[0])
{
    printf("error, invalid range specified\n");
    return 1;
}
FILE *out = fopen(ofile, "w");
if(!out)
{
    printf("failed to open input file with error: %s\n", strerror(errno));
    return 1;
}
int cur_len = min_len;
while(cur_len <= max_len)
{
    char buf[cur_len];
    for(int i = 0; i < cur_len; i++)
        buf[i] = fchar[0];
    fwrite(buf, cur_len, 1, out);
    fwrite("\n", 1, 1, out);
    while(buf[0] != (tchar[0]+1))
    {
        while(buf[cur_len-1] < tchar[0])
        {
            (int)buf[cur_len-1]++;
            fwrite(buf, cur_len, 1, out);
            fwrite("\n", 1, 1, out);
        }
        if(cur_len < 2)
            break;
        if(buf[0] == tchar[0])
        {
            bool stop = true;
            for(int i = 1; i < cur_len; i++)
            {
                if(buf[i] != tchar[0])
                {
                    stop = false;
                    break;
                }
            }
            if(stop)
                break;
        }
        int u = cur_len-2;
        for(; u>=0 && buf[u] >= tchar[0]; u--)
            ;
        (int)buf[u]++;
        for(int i = u+1; i < cur_len; i++)
            buf[i] = fchar[0];
        fwrite(buf, cur_len, 1, out);
        fwrite("\n", 1, 1, out);
    }
    cur_len++;
}
fclose(out);
return 0;
}

voici mon implémentation en c++, il écrit toutes les combinaisons dans les fichiers spécifiés, mais le comportement peut être modifié, je l'ai fait pour générer divers dictionnaires, il accepte la longueur min et max et la gamme de caractères, actuellement seulement le support ansi, il est suffisant pour mes besoins.

Answer 2

J'aimerais vous présenter ma solution. Pas d'appels récursifs, ni de boucles imbriquées en next . Le noyau du code est next() méthode.

public class Combinations {
    final int pos[];
    final List<Object> set;

    public Combinations(List<?> l, int k) {
        pos = new int[k];
        set=new ArrayList<Object>(l);
        reset();
    }
    public void reset() {
        for (int i=0; i < pos.length; ++i) pos[i]=i;
    }
    public boolean next() {
        int i = pos.length-1;
        for (int maxpos = set.size()-1; pos[i] >= maxpos; --maxpos) {
            if (i==0) return false;
            --i;
        }
        ++pos[i];
        while (++i < pos.length)
            pos[i]=pos[i-1]+1;
        return true;
    }

    public void getSelection(List<?> l) {
        @SuppressWarnings("unchecked")
        List<Object> ll = (List<Object>)l;
        if (ll.size()!=pos.length) {
            ll.clear();
            for (int i=0; i < pos.length; ++i)
                ll.add(set.get(pos[i]));
        }
        else {
            for (int i=0; i < pos.length; ++i)
                ll.set(i, set.get(pos[i]));
        }
    }
}

Et un exemple d'utilisation :

static void main(String[] args) {
    List<Character> l = new ArrayList<Character>();
    for (int i=0; i < 32; ++i) l.add((char)('a'+i));
    Combinations comb = new Combinations(l,5);
    int n=0;
    do {
        ++n;
        comb.getSelection(l);
        //Log.debug("%d: %s", n, l.toString());
    } while (comb.next());
    Log.debug("num = %d", n);
}

Answer 3

Une solution PowerShell :

function Get-NChooseK
{
    <#
    .SYNOPSIS
    Returns all the possible combinations by choosing K items at a time from N possible items.

    .DESCRIPTION
    Returns all the possible combinations by choosing K items at a time from N possible items.
    The combinations returned do not consider the order of items as important i.e. 123 is considered to be the same combination as 231, etc.

    .PARAMETER ArrayN
    The array of items to choose from.

    .PARAMETER ChooseK
    The number of items to choose.

    .PARAMETER AllK
    Includes combinations for all lesser values of K above zero i.e. 1 to K.

    .PARAMETER Prefix
    String that will prefix each line of the output.

    .EXAMPLE
    PS C:\> Get-NChooseK -ArrayN '1','2','3' -ChooseK 3
    123

    .EXAMPLE
    PS C:\> Get-NChooseK -ArrayN '1','2','3' -ChooseK 3 -AllK
    1
    2
    3
    12
    13
    23
    123

    .EXAMPLE
    PS C:\> Get-NChooseK -ArrayN '1','2','3' -ChooseK 2 -Prefix 'Combo: '
    Combo: 12
    Combo: 13
    Combo: 23

    .NOTES
    Author : nmbell
    #>

    # Use cmdlet binding
    [CmdletBinding()]

    # Declare parameters
    Param
    (

        [String[]]
        $ArrayN

    ,   [Int]
        $ChooseK

    ,   [Switch]
        $AllK

    ,   [String]
        $Prefix = ''

    )

    BEGIN
    {
    }

    PROCESS
    {
        # Validate the inputs
        $ArrayN = $ArrayN | Sort-Object -Unique

        If ($ChooseK -gt $ArrayN.Length)
        {
            Write-Error "Can't choose $ChooseK items when only $($ArrayN.Length) are available." -ErrorAction Stop
        }

        # Control the output
        $firstK = If ($AllK) { 1 } Else { $ChooseK }

        # Get combinations
        $firstK..$ChooseK | ForEach-Object {

            $thisK = $_

            $ArrayN[0..($ArrayN.Length-($thisK--))] | ForEach-Object {
                If ($thisK -eq 0)
                {
                    Write-Output ($Prefix+$_)
                }
                Else
                {
                    Get-NChooseK -Array ($ArrayN[($ArrayN.IndexOf($_)+1)..($ArrayN.Length-1)]) -Choose $thisK -AllK:$false -Prefix ($Prefix+$_)
                }
            }

        }
    }

    END
    {
    }

}

Par exemple :

PS C:\>Get-NChooseK -ArrayN 'A','B','C','D','E' -ChooseK 3
ABC
ABD
ABE
ACD
ACE
ADE
BCD
BCE
BDE
CDE

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