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

Code C pour l'algorithme L (combinaisons lexicographiques) de la section 7.2.1.3 de l'annexe I. L'art de la programmation informatique, Volume 4A : Algorithmes combinatoires, Partie 1 :

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void visit(int* c, int t) 
{
  // for (int j = 1; j <= t; j++)
  for (int j = t; j > 0; j--)
    printf("%d ", c[j]);
  printf("\n");
}

int* initialize(int n, int t) 
{
  // c[0] not used
  int *c = (int*) malloc((t + 3) * sizeof(int));

  for (int j = 1; j <= t; j++)
    c[j] = j - 1;
  c[t+1] = n;
  c[t+2] = 0;
  return c;
}

void comb(int n, int t) 
{
  int *c = initialize(n, t);
  int j;

  for (;;) {
    visit(c, t);
    j = 1;
    while (c[j]+1 == c[j+1]) {
      c[j] = j - 1;
      ++j;
    }
    if (j > t) 
      return;
    ++c[j];
  }
  free(c);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
  comb(5, 3);
  return 0;
}

Answer 2

Je prends le train en marche, et je poste une autre solution. Il s'agit d'une implémentation Java générique. Entrée : (int k) est le nombre d'éléments à choisir et (List<T> list) est la liste à choisir. Renvoie une liste de combinaisons (List<List<T>>) .

public static <T> List<List<T>> getCombinations(int k, List<T> list) {
    List<List<T>> combinations = new ArrayList<List<T>>();
    if (k == 0) {
        combinations.add(new ArrayList<T>());
        return combinations;
    }
    for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
        T element = list.get(i);
        List<T> rest = getSublist(list, i+1);
        for (List<T> previous : getCombinations(k-1, rest)) {
            previous.add(element);
            combinations.add(previous);
        }
    }
    return combinations;
}

public static <T> List<T> getSublist(List<T> list, int i) {
    List<T> sublist = new ArrayList<T>();
    for (int j = i; j < list.size(); j++) {
        sublist.add(list.get(j));
    }
    return sublist;
}

Answer 3

JavaScript, basé sur un générateur, approche récursive :

function *nCk(n,k){
  for(var i=n-1;i>=k-1;--i)
    if(k===1)
      yield [i];
    else
      for(var temp of nCk(i,k-1)){
        temp.unshift(i);
        yield temp;
      }
}

function test(){
  try{
    var n=parseInt(ninp.value);
    var k=parseInt(kinp.value);
    log.innerText="";
    var stop=Date.now()+1000;
    if(k>=1)
      for(var res of nCk(n,k))
        if(Date.now()<stop)
          log.innerText+=JSON.stringify(res)+" ";
        else{
          log.innerText+="1 second passed, stopping here.";
          break;
        }
  }catch(ex){}
}

n:<input id="ninp" oninput="test()">
&gt;= k:<input id="kinp" oninput="test()"> &gt;= 1
<div id="log"></div>

De cette façon (en diminuant i y unshift() ), il produit des combinaisons et des éléments à l'intérieur de combinaisons dans un ordre décroissant, ce qui est quelque peu agréable à l'œil.
Le test s'arrête au bout d'une seconde, de sorte que la saisie de chiffres bizarres est relativement sûre.

Answer 4

Voici un code simple qui imprime toutes les combinaisons C(n,m). Il fonctionne en initialisant et en déplaçant un ensemble d'indices de tableau qui pointent vers la prochaine combinaison valide. Les indices sont initialisés pour pointer vers les m plus petits indices (lexicographiquement la plus petite combinaison). Ensuite, en commençant par le m-ième indice, nous essayons de faire avancer les indices. Si un indice a atteint sa limite, nous essayons l'indice précédent (jusqu'à l'indice 1). Si on peut faire avancer un indice, on remet à zéro tous les indices supérieurs.

m=(rand()%n)+1; // m will vary from 1 to n

for (i=0;i<n;i++) a[i]=i+1;

// we want to print all possible C(n,m) combinations of selecting m objects out of n
printf("Printing C(%d,%d) possible combinations ...\n", n,m);

// This is an adhoc algo that keeps m pointers to the next valid combination
for (i=0;i<m;i++) p[i]=i; // the p[.] contain indices to the a vector whose elements constitute next combination

done=false;
while (!done)
{
    // print combination
    for (i=0;i<m;i++) printf("%2d ", a[p[i]]);
    printf("\n");

    // update combination
    // method: start with p[m-1]. try to increment it. if it is already at the end, then try moving p[m-2] ahead.
    // if this is possible, then reset p[m-1] to 1 more than (the new) p[m-2].
    // if p[m-2] can not also be moved, then try p[m-3]. move that ahead. then reset p[m-2] and p[m-1].
    // repeat all the way down to p[0]. if p[0] can not also be moved, then we have generated all combinations.
    j=m-1;
    i=1;
    move_found=false;
    while ((j>=0) && !move_found)
    {
        if (p[j]<(n-i)) 
        {
            move_found=true;
            p[j]++; // point p[j] to next index
            for (k=j+1;k<m;k++)
            {
                p[k]=p[j]+(k-j);
            }
        }
        else
        {
            j--;
            i++;
        }
    }
    if (!move_found) done=true;
}

Answer 5

Une macro Lisp génère le code pour toutes les valeurs r (taken-at-a-time)

(defmacro txaat (some-list taken-at-a-time)
  (let* ((vars (reverse (truncate-list '(a b c d e f g h i j) taken-at-a-time))))
    `(
      ,@(loop for i below taken-at-a-time 
           for j in vars 
           with nested = nil 
           finally (return nested) 
           do
             (setf 
              nested 
              `(loop for ,j from
                    ,(if (< i (1- (length vars)))
                         `(1+ ,(nth (1+ i) vars))
                         0)
                  below (- (length ,some-list) ,i)
                    ,@(if (equal i 0) 
                          `(collect 
                               (list
                                ,@(loop for k from (1- taken-at-a-time) downto 0
                                     append `((nth ,(nth k vars) ,some-list)))))
                          `(append ,nested))))))))

Donc,

CL-USER> (macroexpand-1 '(txaat '(a b c d) 1))
(LOOP FOR A FROM 0 TO (- (LENGTH '(A B C D)) 1)
    COLLECT (LIST (NTH A '(A B C D))))
T
CL-USER> (macroexpand-1 '(txaat '(a b c d) 2))
(LOOP FOR A FROM 0 TO (- (LENGTH '(A B C D)) 2)
      APPEND (LOOP FOR B FROM (1+ A) TO (- (LENGTH '(A B C D)) 1)
                   COLLECT (LIST (NTH A '(A B C D)) (NTH B '(A B C D)))))
T
CL-USER> (macroexpand-1 '(txaat '(a b c d) 3))
(LOOP FOR A FROM 0 TO (- (LENGTH '(A B C D)) 3)
      APPEND (LOOP FOR B FROM (1+ A) TO (- (LENGTH '(A B C D)) 2)
                   APPEND (LOOP FOR C FROM (1+ B) TO (- (LENGTH '(A B C D)) 1)
                                COLLECT (LIST (NTH A '(A B C D))
                                              (NTH B '(A B C D))
                                              (NTH C '(A B C D))))))
T

CL-USER> 

Et,

CL-USER> (txaat '(a b c d) 1)
((A) (B) (C) (D))
CL-USER> (txaat '(a b c d) 2)
((A B) (A C) (A D) (B C) (B D) (C D))
CL-USER> (txaat '(a b c d) 3)
((A B C) (A B D) (A C D) (B C D))
CL-USER> (txaat '(a b c d) 4)
((A B C D))
CL-USER> (txaat '(a b c d) 5)
NIL
CL-USER> (txaat '(a b c d) 0)
NIL
CL-USER>