一尘不染

可以创建所有组合以及这些组合的所有组的算法

algorithm

假设我有一组元素 S = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }

我想创建3的组合并将其分组,以使任何数字都不会出现在多个组合中。

这是一个例子: { {3, 7, 9}, {1, 2, 4}, {5, 6, 8} }

组中数字的顺序无关紧要,在整个示例中,组的顺序也无所谓。

简而言之,我希望原始集中的每个可能组合中都包含每个可能的组组合,但要排除出现在多个组中的数字。

我的问题:就运行时间和内存而言,这实际上可行吗?我的样本数量可能在30至50个数字之间。

如果是这样,创建此算法的最佳方法是什么?是否最好创建所有可能的组合,并仅在数字尚未出现时才选择组?

我是在Qt 5.6(基于C ++的框架)中编写的。


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2020-07-28

共1个答案

一尘不染

如果在每个递归中都将第一个元素固定不变,并且仅按值顺序排列3个组,则可以递归地执行此操作,并避免重复。

{1,2,3,4,5,6,7,8,9}

将最低元素放在第一个位置(a),并保持在该位置:

{a,b,c} = {1,}

对于第二个点(b),迭代从第二低到第二高的每个值:

{a,b,c} = {1,2〜8,*}

对于第三个点(c),对高于第二个值的每个值进行迭代:

{1,2〜8,b + 1〜9}

然后递归其余的值。

{1,2,3} {4,5,6} {7,8,9}
{1,2,3} {4,5,7} {6,8,9}
{1,2,3} { 4,5,8} {6,7,9}
{1,2,3} {4,5,9} {6,7,8}
{1,2,3} {4,6,7} {5 ,8,9}
{1,2,3} {4,6,8} {5,7,9}
{1,2,3} {4,6,9} {5,7,8}
{1, 2,3} {4,7,8} {5,6,9}
{1,2,3} {4,7,9} {5,6,8}
{1,2,3} {4,8 ,9} {5,6,7}
{1,2,4} {3,5,6} {7,8,9}

{1,8,9} {2,6,7} {3 ,4,5}

我说的是“按顺序”,它不必是任何特定的顺序(数字,字母…),它可以只是输入的原始顺序。如果您确保将其余的值按收到顺序传递给下一个递归,则可以避免对每个递归的输入重新排序。


递归的贯穿过程:

假设您获得了输入{1,2,3,4,5,6,7,8,9}。作为组中的第一个元素,请从输入中获取第一个元素,对于其他两个元素,请遍历其他值:

{1,2,3}
{1,2,4}
{1,2,5}
{1,2,6}
{1,2,7}
{1,2,8}
{1,2,9}
{ 1,3,4}
{1,3,5}
{1,3,6}

确保第三个元素始终位于第二个元素之后,以避免重复:

{1,3,5}⇆ {1,5,3}

现在,让我们说在某个时候,您已经选择了它作为第一组:

{1,3,7}

然后,将其余的值传递到下一个递归:

{2,4,5,6,8,9}

在此递归中,您将应用与第一个组相同的规则:将第一个元素作为组中的第一个元素并将其保留在该位置,然后遍历第二个和第三个元素的其他值:

{2,4,5}
{2,4,6}
{2,4,8}
{2,4,9}
{2,5,6}
{2,5,8}
{-2,5,9-}
{ 2,6,7}

现在,假设在某个时候,您已经选择了它作为第二组:

{2,5,6}

然后,将其余的值传递到下一个递归:

{4,8,9}

而且由于这是最后一组,所以只有一种可能性,因此这种特殊的递归将以这种组合结束:

{1,3,7} {2,5,6} {4,8,9}

如您所见,您无需在任何时候对值进行排序,只要您按照对它们的接收顺序将它们传递到下一个递归即可。因此,如果您收到例如:

{q,w,e,r,t,y,u,i,o}

然后从中选择组:

{q,r,u}

那么您应该继续:

{w,e,t,y,i,o}


这是一个演示该方法的JavaScript代码段;它返回包含元素组组合的3D数组。
(过滤器函数创建输入数组的副本,其中元素0,i和j被删除。)

function clone2D(array) {

    var clone = [];

    for (var i = 0; i < array.length; i++) clone.push(array[i].slice());

    return clone;

}



function groupThree(input) {

    var result = [], combination = [];

    group(input, 0);

    return result;



    function group(input, step) {

        combination[step] = [input[0]];

        for (var i = 1; i < input.length - 1; i++) {

            combination[step][1] = input[i];

            for (var j = i + 1; j < input.length; j++) {

                combination[step][2] = input[j];

                if (input.length > 3) {

                    var rest = input.filter(function(elem, index) {

                        return index && index != i && index != j;

                    });

                    group(rest, step + 1);

                }

                else result.push(clone2D(combination));

            }

        }

    }

}



var result = groupThree([1,2,3,4,5,6,7,8,9]);

for (var r in result) document.write(JSON.stringify(result[r]) + "<br>");
2020-07-28