Hackrank 统计十日通(第三天) 组合与排列

来源: 同花色的牌

下列高亮的术语将对你完成今天的挑战非常有用.

也许你已经注意到, 从事件发生的可能性中发现规律,非常利于我们从样本空间中计算所求事件的数量. 有两种这么做的最简单的方法是, 用排列(permutation, 有顺序)和组合(combination, 顺序无关).

排列 Permutation

注: 其实排列是Arrangement, 全排列才是Permutation?

从一个n个元素的集合A中, 取r个对象的有序排列(注, 有序,例如a,b和b,a这两个是不一样的), (其中0 < r ≤ n), 这就叫一个A集合的r元素排列. 你也可以把这当作A的全排列中一次取r个元素的排列. 一个n元素的集合的r元素排列的数量可以表示为以下公式:

注意: 我们定义0!的值为1, 否则的话, nPn就成了n!/(n-n)! → n!/0!

组合 Combinations

从一个n个元素的集合A中, 取r个对象的无序排列(注, 无序,例如a,b和b,a这两个是一样的,只有有a有b就行), (其中0 < r ≤ n), 这就叫一个A集合的r元素组合.

因为排列和组合的唯一区别就是组合是无序的. 我们通过从排列中约去r的全排列(r!):


当我们说到组合时, 我们指n元素集合中取出r元素的子集的可能取法的数量. 实际上, nCr通常被称为"n选r". 因为, 这个就是计算n元素集合中取出r元素的子集有多少可能取法.
nCr也通常写成

求1,2...n的r排列

假设有n=6元素集合1, 2, 3, 4, 5, 6, 求r=3的所有排列, 例如:
1,2,3
1,3,2
2,1,3
2,3,1
3,1,2
3,2,1
1,2,4
1,4,2
.......

输入约束

  • 0 < n ≤ 10
  • 0 < r ≤ n

输出示例

例如1 ~ 9中取5个元素的所有组合
1 [1, 2, 3, 4, 5]
2 [1, 2, 3, 4, 6]
3 [1, 2, 3, 4, 7]
4 [1, 2, 3, 4, 8]
......
126 [5, 6, 7, 8, 9]
注:这个题我自己出的,我看了一下hackrank好像没有找到这道题.....

java + 递归

public class CombinationTest {
    static ConcurrentLinkedQueue<Collection<Integer>> buf = new ConcurrentLinkedQueue<>();

    private static void collect(Collection<Integer> combination) {
        buf.offer(combination);
    }

    static void iterateForCombination(List<Integer> src, Collection<Integer> combination, int c) {
        if (c == 1) {
            for (Integer e : src) {
                final ArrayList<Integer> _combination = copyOnAppend(combination, e);
                collect(_combination);
            }
            return;
        }

        for (int i = 0, j = src.size(); i < j; i++) {
            if (j - i <= c) {
                combination.addAll(src.subList(i, src.size()));
                collect(combination);
                break;
            }
            final Integer e = src.get(i);
            final ArrayList<Integer> _combination = copyOnAppend(combination, e);
            iterateForCombination(src.subList(i + 1, j), _combination, c - 1);
        }
    }

    private static ArrayList<Integer> copyOnAppend(Collection<Integer> combination, Integer e) {
        final ArrayList<Integer> _combination = new ArrayList<>(combination.size() + 1);
        _combination.addAll(combination);
        _combination.add(e);
        return _combination;
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = IntStream.range(1, 6).mapToObj(Integer::valueOf).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
        int r = 3;
        iterateForCombination(list, new ArrayList<>(), r);
        buf.forEach(combination -> System.out.printf("%s\n", combination));
    }
}

java + ForkJoinTask

public class CombinationTest {
    static ConcurrentLinkedQueue<Collection<Integer>> buf = new ConcurrentLinkedQueue<>();

    private static void collect(Collection<Integer> combination) {
        buf.offer(combination);
    }

    private static void iterateForCombinationsWithForkJoin(List<Integer> list, int r) {
        final CombinationTask ct = new CombinationTask(list, new ArrayList<>(r), r);
        ct.invoke();
        try { ct.join(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }
    }

    static class CombinationTask extends RecursiveAction {
        List<Integer> src;
        Collection<Integer> combination;
        int c;

        public CombinationTask(List<Integer> list, Collection<Integer> combination, int c) {
            this.src = list;
            this.combination = combination;
            this.c = c;
        }

        @Override
        protected void compute() {
            if (c == 1) {
                for (Integer e : src) {
                    final ArrayList<Integer> _combination = copyOnAppend(this.combination, e);
                    collect(_combination);
                }
                return;
            }

            List<CombinationTask> taskList = new ArrayList<>(c);
            for (int i = 0, j = src.size(); i < j; i++) {
                if (j - i <= c) {
                    combination.addAll(src.subList(i, j));
                    collect(combination);
                    break;
                }
                final Integer e = src.get(i);
                final ArrayList<Integer> _combination = copyOnAppend(this.combination, e);
                taskList.add(new CombinationTask(src.subList(i + 1, j), _combination, c - 1));
            }
            invokeAll(taskList);
        }
    }

    private static ArrayList<Integer> copyOnAppend(Collection<Integer> combination, Integer e) {
        final ArrayList<Integer> _combination = new ArrayList<>(combination.size() + 1);
        _combination.addAll(combination);
        _combination.add(e);
        return _combination;
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = IntStream.range(1, 6).mapToObj(Integer::valueOf).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
        int r = 3;
        iterateForCombinationsWithForkJoin(list, r);
        buf.forEach(combination -> System.out.printf("%s\n", combination));
    }
}

java + 栈 + 循环

public class CombinationTest {
    static ConcurrentLinkedQueue<Collection<Integer>> buf = new ConcurrentLinkedQueue<>();

    private static void collect(Collection<Integer> combination) {
        buf.offer(combination);
    }

    static class StackFrame {
        List<Integer> src;
        Collection<Integer> combination;
        int c;

        public StackFrame(List<Integer> list, Collection<Integer> combination, int c) {
            this.src = list;
            this.combination = combination;
            this.c = c;
        }
    }

    static void iterateForCombinationWithStack(List<Integer> _src, int _c) {
        ArrayDeque<StackFrame> stack = new ArrayDeque<>(1000000);
        stack.push(new StackFrame(_src, new ArrayList<>(_c), _c));
        while (!stack.isEmpty()) {
            StackFrame sf = stack.pop();

            List<Integer> src = sf.src;
            int c = sf.c;
            Collection<Integer> combination = sf.combination;

            if (c == 1) {
                for (Integer e : src) {
                    final ArrayList<Integer> _combination = copyOnAppend(combination, e);
                    collect(_combination);
                }
                continue;
            }

            for (int _i = 0, j = src.size(); _i < j; _i++) {
                if (j - _i <= c) {
                    combination.addAll(src.subList(_i, src.size()));
                    collect(combination);
                    break;
                }
                final Integer e = src.get(_i);
                final ArrayList<Integer> _combination = copyOnAppend(combination, e);
                stack.push(new StackFrame(src.subList(_i + 1, j), _combination, c - 1));
            }
        }
    }

    private static ArrayList<Integer> copyOnAppend(Collection<Integer> combination, Integer e) {
        final ArrayList<Integer> _combination = new ArrayList<>(combination.size() + 1);
        _combination.addAll(combination);
        _combination.add(e);
        return _combination;
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = IntStream.range(1, 6).mapToObj(Integer::valueOf).collect(Collectors.toList());
        System.out.println(list);
        int r = 3;
        iterateForCombinationWithStack(list, r);
        buf.forEach(combination -> System.out.printf("%s\n", combination));
    }
}

Scala 代码好特么简洁啊!!!!

 @Test def combinations(): Unit = {
        val list: List[Int] = 1 to 5 toList
        val r: Int = 3
        val buf: ConcurrentLinkedQueue[List[Int]] = new ConcurrentLinkedQueue[List[Int]]()

        def iterateForCombination(src: List[Int], combination: List[Int], c: Int): Unit = {
            if (c == 1) {
                src.foreach(e => buf.offer(e +: combination))
                return
            }

            val j: Int = src.size
            for (i <- 0 to j) {
                if (j - i <= c) {
                    buf.offer(combination ++ src.slice(i, j))
                    return
                }
                iterateForCombination(src.slice(i + 1, j), src(i) +: combination, c - 1)
            }
        }

        iterateForCombination(list, List.empty[Int], r)
        import collection.JavaConverters._
        buf.asScala.zipWithIndex.foreach(line => println(s"${line._2}\t ${line._1.mkString(", ")}"))
    }

python 和scala差不多的感觉

def combinations():
    _list = list(range(1, 6))
    print(_list)

    r = 3
    buf = []

    def iterate_for_combinations(src, combination=[], c=r):
        if c == 1:
            for e in src:
                buf.append(combination + [e])
            return

        j = len(src)
        for i in range(0, j):
            if j - i <= c:
                buf.append(combination + src[i:j])
                return
            iterate_for_combinations(src[i + 1:j], combination + [src[i]], c - 1)

    iterate_for_combinations(_list)
    for c in buf:
        print(c)


if __name__ == '__main__':
    combinations()
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 213,752评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,100评论 3 387
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 159,244评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,099评论 1 286
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,210评论 6 385
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,307评论 1 292
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,346评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,133评论 0 269
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,546评论 1 306
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,849评论 2 328
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,019评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,702评论 4 337
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,331评论 3 319
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,030评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,260评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,871评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,898评论 2 351

推荐阅读更多精彩内容

  • 背景 一年多以前我在知乎上答了有关LeetCode的问题, 分享了一些自己做题目的经验。 张土汪:刷leetcod...
    土汪阅读 12,743评论 0 33
  • 在进行排列组合计算以及概率计算时我们经常会遇到一些具有相同性质的问题。假设问题的样本空间Ω中一共有k种类型的元素α...
    欧阳大哥2013阅读 12,762评论 0 6
  • 排列组合的定义 排列的定义:从n个不同元素中,任意取m个元素,m≤n且m和n都是自然数,按照一定顺序排成一列,叫做...
    伍帆阅读 4,898评论 6 10
  • 沈从文的《边城》我读起来一点也不带劲,完全没感觉。 一个多雨的江南…… 曾经,有一位老人,悠悠地在岸边,正饮着葫芦...
    杨温祥阅读 257评论 0 2
  • 案例:男孩、一年级、学钢琴一年、性格开朗,学琴认真。最近几周孩子上课注意力不集中,回课质量很差,有次训了几句,竟然...
    庄周mengdie阅读 644评论 0 1