n 个元素中 k 个元素的所有组合

all combinations of k elements out of n

提问人:zzzbbx 提问时间:2/24/2011 最后编辑:Tamaszzzbbx 更新时间:3/1/2015 访问量:18030

问:

有人可以向我提供一个函数的链接或伪代码,用于从 n 中查找 k 个元素的所有组合吗?可能在 STL 中。我不需要计算 n 选择 k,我需要列出所有大小为 k 的向量。

谢谢

C++(英语:C++) STL公司 组合数学

评论

3赞 James McNellis 2/24/2011
“I don't need to compute n choose k, I need to list all vectors of numbers of size k.” 是什么意思?无论如何,编写函数都很简单next_combination

答:

0赞 Fox32 2/24/2011 #1

您可以使用 std::next_permutation,但它是 n!而不是 n 选择 k。您可以在创建它们后对其进行筛选。但是这个解决方案是O(n!),并不是很完美。以下是试错解决方案:

int factorial(int value)
{
    int result = 1;

    for(int i = 1; i <= value; i++)
    {
        result *= i;
    }

    return result;
}

std::set<std::set<int>> binomial_coefficient(std::vector<int> input, int k)
{
    std::set<std::set<int>> solutions;

    for(unsigned int i = 0; i < factorial(input.size()); i++)
    {
        std::next_permutation(input.begin(), input.end());

        solutions.insert(std::set<int>(input.begin(), input.begin() + k));
    }

    return solutions;
}
1赞 nosirrahcd 2/24/2011 #2

这是一个可以完成工作的伪代码的懒惰示例......

void nChooseK(array[n],k){
    recurse("",array[n],k);      
}

void recurse(initialString,array[n],k){
    if(k == 0){
        print initialString;
        return;
     }
    for(i=0;i<n;i++){
        tmpArray = array[0...i-1]+array[i+1...];//the array without the object to remove
        recurse(initialString + array[i], tmpArray,k-1)
    }        
}
26赞 Matthieu N. 2/24/2011 #3

在 C++ 中,给定以下例程:

template <typename Iterator>
inline bool next_combination(const Iterator first, Iterator k, const Iterator last)
{
   /* Credits: Thomas Draper */
   if ((first == last) || (first == k) || (last == k))
      return false;
   Iterator itr1 = first;
   Iterator itr2 = last;
   ++itr1;
   if (last == itr1)
      return false;
   itr1 = last;
   --itr1;
   itr1 = k;
   --itr2;
   while (first != itr1)
   {
      if (*--itr1 < *itr2)
      {
         Iterator j = k;
         while (!(*itr1 < *j)) ++j;
         std::iter_swap(itr1,j);
         ++itr1;
         ++j;
         itr2 = k;
         std::rotate(itr1,j,last);
         while (last != j)
         {
            ++j;
            ++itr2;
         }
         std::rotate(k,itr2,last);
         return true;
      }
   }
   std::rotate(first,k,last);
   return false;
}

然后,您可以继续执行以下操作:

// 9-choose-3 
std::string s = "123456789";
std::size_t k = 3;
do
{
   std::cout << std::string(s.begin(),s.begin() + k) << std::endl;
}
while(next_combination(s.begin(),s.begin() + k,s.end()));

或者对于 int 的 std::vector:

// 5-choose-3 
std::size_t n = 5;
std::size_t k = 3;

std::vector<int> ints;
for (int i = 0; i < n; ints.push_back(i++));

do
{
   for (int i = 0; i < k; ++i)
   {
      std::cout << ints[i];
   }
   std::cout << "\n";
}
while(next_combination(ints.begin(),ints.begin() + k,ints.end()));
3赞 user515430 2/24/2011 #4

创建一个辅助向量,其后跟 n - k 个零,后跟 k 个 1。零表示不包括原始容器中的元素,而 1 表示包含元素。

现在在辅助向量上使用 std::next_permutation 来获取下一个组合。

11赞 Howard Hinnant 2/24/2011 #5

http://howardhinnant.github.io/combinations.html

搜索“for_each_combination”。如果您找到更快的东西,请告诉我。与我经常看到的其他算法不同,这种算法不要求元素类型为 LessThanComparable。