二维数组的排列

Question

下面是关于排列的另一个问题。我尽我所能来尽我所能来制定我的问题。如果您有不明白的地方，请随时提问。

我有一个列表，包含一个列表，包含一个列表，包含一个符号。

List<List<List<Symbol>>> list = new ArrayList<List<List<Symbol>>>(); 

符号类只是一个值，并跟踪我创建的一些重要特征。结构中的所有符号都彼此不同。

但是也有一些困难，因为刚刚切换各种不同方式的地方，因为...

第一个列表是一种包装了整个事情的。它包含两个包含符号的列表的分组。这是因为当包含在一个分组中时，符号不应该彼此分离。

第二个列表始终长度为2，并且每个列表都包含一个唯一符号列表。至于为什么是两个，不要问我这个问题。这个程序有能力处理这个列表的长度大于两个，这将是很好的。

第三个列表包含所有符号，并且如上所述，每个包装中有两个符号。

我想要的是产生所有可能的排列并分析它们。也就是说，我希望符号切换成所有可能的组合，同时仍然包含在其各自的列表中。

这可能看起来像这样（用伪代码写成，描述了上面提到的类似列表的结构）。

[[a, b, c], [d, e, f]], 
[[g, h, i, j], [k, l, m, n]], 
[[o, p], [q, r]], 
[[s, t, u], [v, x, y]], 

一个例子是什么（可能是成千上万）的排列可能是，这是。

[[c, a, b], [d, f, e]], 
[[g, h, j, i], [k, l, m, n]], 
[[o, p], [q, r]], 
[[s, t, u], [v,y, x]], 

我已经试过到目前为止是把这些变成一个很好的旧传统的排列方法（如果你愿意或列表），对单个阵列的作品，并试图修改与多维工作阵列。当然有一个很好和简单的方法来做到这一点，最好使用递归。如果没有方法，那完全没问题。

再次，如果您有任何问题超出我刚写的内容，请随时发表评论。

亲切的问候，

Answer 1

这是一个递归解决方案。 permutationsList可以带有任意数量的维度的列表。顺便说一句。你给出的例子有近300万个排列组合。我的程序需要几秒钟来计算它们。

import java.util.*; 

public class Perm { 
    static <T> List<List<T>> permutations(List<T> list) { 
    if(list.isEmpty()) return new LinkedList<>(); 
    List<List<T>> result = new LinkedList<>(); 
    for(int i = 0; i < list.size(); i++) { 
     T elem = list.get(i); 
     List<T> copy = new LinkedList<>(list); 
     copy.remove(i); 
     List<List<T>> permRest = permutations(copy); 
     if(permRest.isEmpty()) permRest.add(new LinkedList<>()); 
     for(List<T> perm: permRest) { 
     List<T> permCopy = new LinkedList<>(perm); 
     permCopy.add(0, elem); 
     result.add(permCopy); 
     } 
    } 
    return result; 
    } 

    @SuppressWarnings("unchecked") 
    static List<List> permutationsLists(List list) { 
    if(list.size() == 0) { 
     return new LinkedList<>(); 
    } if(!(list.get(0) instanceof List)) { 
     return permutations(list); 
    } else { 
     List<List> permutationsFirst = permutationsLists((List)list.get(0)); 
     List<List> permutationsRest = (List<List>)permutationsLists(list.subList(1, list.size())); 
     if(permutationsRest.size() == 0) permutationsRest.add(new LinkedList()); 
     List<List> result = new LinkedList<>(); 
     for(List pf: permutationsFirst) { 
     for(List pr: permutationsRest) { 
      List copy = new LinkedList(pr); 
      copy.add(0, pf); 
      result.add(copy); 
     } 
     } 
     return result; 
    } 
    } 

    public static void main(String[] args) { 
    /* 
    List<List<List<String>>> list = Arrays.asList(
     Arrays.asList(Arrays.asList("a", "b", "c"), Arrays.asList("d", "e", "f")), 
     Arrays.asList(Arrays.asList("g", "h", "i", "j"), Arrays.asList("k", "l", "m", "n")), 
     Arrays.asList(Arrays.asList("o", "p"), Arrays.asList("q", "r")), 
     Arrays.asList(Arrays.asList("s", "t", "u"), Arrays.asList("v", "w", "x")) 
    ); 
    */ 
    List<List<Integer>> list = Arrays.asList(Arrays.asList(1,2,3), Arrays.asList(4,5)); 
    System.out.println(permutationsLists(list)); 
    } 
} 

编辑： 这是一个使用流的解决方案。这是非常有效的，可以产生大量的排列而不用太多的内存。顺便说一句，你可以将流转换为迭代器与iterator()方法。

import java.util.*; 
import java.util.stream.Stream; 
import java.util.stream.IntStream; 

public class Perm { 

    static <T> Stream<List<T>> permutations(List<T> list) { 
    if(list.isEmpty()) return Stream.empty(); 
    return IntStream.range(0, list.size()).boxed().flatMap(i -> { 
     T elem = list.get(i); 
     List<T> copy = new LinkedList<>(list); 
     copy.remove((int)i); 
     Stream<List<T>> permRest = copy.isEmpty()?Stream.of(new LinkedList<>()):permutations(copy); 
     return permRest.map(perm -> { 
     List<T> permCopy = new LinkedList<>(perm); 
     permCopy.add(0, elem); 
     return permCopy; 
     }); 
    }); 
    } 

    @SuppressWarnings("unchecked") 
    static <T> Stream<List<T>> permutationsLists(List<T> list) { 
    if(list.size() == 0) { 
     return Stream.empty(); 
    } if(!(list.get(0) instanceof List)) { 
     return permutations(list); 
    } else { 
     List rawList = list; 
     Stream<List> permutationsFirst = permutationsLists((List)list.get(0)); 

     return permutationsFirst.flatMap(pf -> { 
     Stream<List> permutationsRest = list.size() < 2?Stream.of(new LinkedList()):permutationsLists(rawList.subList(1, list.size())); 
     return permutationsRest.map(pr -> { 
      List<T> copy = new LinkedList<>(pr); 
      copy.add(0, (T)pf); 
      return copy; 
     }); 
     }); 
    } 
    } 

    public static void main(String[] args) throws Exception { 
    List<List<List<String>>> list = Arrays.asList(
     Arrays.asList(Arrays.asList("a", "b", "c"), Arrays.asList("d", "e", "f")), 
     Arrays.asList(Arrays.asList("g", "h", "i", "j"), Arrays.asList("k", "l", "m", "n")), 
     Arrays.asList(Arrays.asList("o", "p"), Arrays.asList("q", "r")), 
     Arrays.asList(Arrays.asList("s", "t", "u"), Arrays.asList("v", "w", "x")) 
    ); 

    Stream<List<List<List<String>>>> result = permutationsLists(list); 
    result.forEach(p -> System.out.println(p)); 
    } 
}