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如何高效生成数组元素的层级排列组合?


如何高效生成数组元素的层级排列组合?

层级排列组合问题的新思路

本问题探讨了如何通过给定的数组和层级生成一组排列组合。例如,给定数组 a 和 b,两层级的组合可能包括 ab 和 aa。

我们可以采取两种方法来解决这个问题:

方法一:数位替换

我们可以将问题转换成一个数位替换问题。具体步骤如下:

  • 首先创建长度为层级的数列,每位可以使用给定数组中的任何字符。
  • 对于每一层,我们可以通过将数字增量一位并替换相应的字符来生成新的组合。
  • 在替换时,可以通过判断是否能被 11 整除来避免生成全相同的组合(因为对于进位制为 2 的数位系统,全相同的数在进位后仍保持全相同)。

代码示例:

def solve(arr, m, allow_all_same=false):     res, cur = [], [''] * m     n = len(arr)     all_1 = 0     for _ in range(m):         all_1 = all_1 * n + 1     for d in range(n ** m):         if allow_all_same or d % all_1 != 0:             for i in range(m - 1, -1, -1):                 cur[i] = arr[d % n]                 d //= n             res.append(''.join(cur))     return res

方法二:回溯

我们还可以使用回溯法来生成排列组合。具体步骤如下:

  • 每次选取一个数组中的字符添加到已有组合的末尾。
  • 然后递归调用函数,在新的组合的基础上继续添加字符。
  • 在回溯过程中,我们可以维护一个标志,用于判断已有组合中是否包含重复字符。

代码示例:

def solve(arr, m, allow_all_same=False):     res, cur = [], [''] * m      def dfs(i, same):         if i == m:             if not same:                 res.append(''.join(cur))             return         for a in arr:             cur[i] = a             dfs(i + 1, same and a == cur[i - 1])      for a in arr:         cur[0] = a         dfs(1, not allow_all_same)      return res

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