在python中查找给定字符串的所有可能排列[重复]-IT科技

摘要：问题描述：我有一个字符串。我想通过改变其中字符的顺序来生成该字符串的所有排列。例如：x='stack' 我想要的是这样的列表，l=['stack','satck','sackt'.......] 目前，我正在迭代字符串的列表转换，随机挑选 2 个字母并将它们转置以形成一个新字符串，并将其添加到 l 的集合转换...

问题描述：

我有一个字符串。我想通过改变其中字符的顺序来生成该字符串的所有排列。例如：

x='stack'

我想要的是这样的列表，

l=['stack','satck','sackt'.......]

目前，我正在迭代字符串的列表转换，随机挑选 2 个字母并将它们转置以形成一个新字符串，并将其添加到 l 的集合转换中。根据字符串的长度，我正在计算可能的排列数并继续迭代直到集合大小达到极限。一定有更好的方法来做到这一点。

解决方案 1：

itertools 模块有一个很有用的方法，叫做 permutations()。文档中说：

itertools.permutations(iterable[, r])
返回可迭代对象中元素的连续 r 长度排列。
如果未指定 r 或为 None，则 r 默认为可迭代的长度，并生成所有可能的全长排列。
排列按字典顺序发出。因此，如果输入的可迭代对象已排序，则排列元组将按排序顺序生成。

不过你必须将排列后的字母连接成字符串。

>>> from itertools import permutations
>>> perms = [''.join(p) for p in permutations('stack')]
>>> perms

['堆栈'，'stakc'，'stcak'，'stcka'，'stkac'，'stkca'，'satck'，'satkc'，'sactk'，'sackt'，'saktc'，'sakct'，' sctak'、'sctka'、'scatk'、'scat'、 'sckta'、'sckat'、'sktac'、'sktca'、'skatc'、'skact'、'skcta'、'skcat'、'tsack'、'tsakc'、'tscak'、'tscka'、'tskac ', 'tskca', 'tasck', 'taskc', 'tacsk', '大头钉', 'taksc', 'takcs'、'tcsak'、'tcska'、'tcask'、'tcaks'、'tcksa'、'tckas'、'tksac'、'tksca'、'tkasc'、'tkacs'、'tkcsa'、'tkcas ', 'astck', 'astkc', 'asctk', 'asckt', 'asktc', 'askct', 'atsck', 'atskc', 'atcsk', 'atcks', 'atksc', 'atkcs', 'acstk'、'acskt'、'actsk'、'actks'、'ackst'、'ackts'、'akstc'、'aksct'、'aktsc'、'aktcs'、 'akcst'、'akcts'、'cstak'、'cstka'、'csatk'、'csakt'、'cskta'、'cskat'、'ctsak'、'ctska'、'ctask'、'ctaks'、'ctksa ', 'ctkas', 'castk', 'caskt', 'catsk', 'catks', 'cakst', 'cakts', 'cksta', 'cksat', 'cktsa', 'cktas', 'ckast', 'ckats'、'kstac'、'kstca'、'ksatc'、'ksact'、'kscta'、'kscat'、'ktsac'、'ktsca'、'ktasc'、'ktacs'、 'ktcsa'、'ktcas'、'kastc'、'kasct'、'katsc'、'katcs'、'kacst'、'kacts'、'kcsta'、'kcsat'、'kctsa'、'kctas'、'kcast ', 'kcats']

如果您发现自己被重复项所困扰，请尝试将数据放入没有重复项的结构中，例如set：

>>> perms = [''.join(p) for p in permutations('stacks')]
>>> len(perms)
720
>>> len(set(perms))
360

感谢@pst 指出这不是我们传统上认为的类型转换，而是对构造函数的调用set()。

解决方案 2：

无需太多代码即可获得所有 N！排列

def permutations(string, step = 0):

    # if we've gotten to the end, print the permutation
    if step == len(string):
        print "".join(string)

    # everything to the right of step has not been swapped yet
    for i in range(step, len(string)):

        # copy the string (store as array)
        string_copy = [character for character in string]

        # swap the current index with the step
        string_copy[step], string_copy[i] = string_copy[i], string_copy[step]

        # recurse on the portion of the string that has not been swapped yet (now it's index will begin with step + 1)
        permutations(string_copy, step + 1)

解决方案 3：

这是基于反向跟踪的另一种使用最少代码进行字符串排列的方法。我们基本上创建一个循环，然后每次交换两个字符，在循环内部我们将进行递归。注意，我们只在索引器达到字符串长度时才打印。示例：ABC i 为我们的起点，递归参数 j 为我们的循环

这里有一个视觉帮助，说明它是如何从左到右从上到下的（排列顺序）

在此处输入图片描述

代码：

def permute(data, i, length): 
    if i==length: 
        print(''.join(data) )
    else: 
        for j in range(i,length): 
            #swap
            data[i], data[j] = data[j], data[i] 
            permute(data, i+1, length) 
            data[i], data[j] = data[j], data[i]  
  

string = "ABC"
n = len(string) 
data = list(string) 
permute(data, 0, n)

解决方案 4：

itertools.permutations很好，但它不能很好地处理包含重复元素的序列。这是因为它在内部对序列索引进行了置换，而忽略了序列项的值。

当然，可以itertools.permutations通过集合过滤输出以消除重复项，但生成这些重复项仍然会浪费时间，并且如果基础序列中有多个重复元素，则会有很多重复项。此外，使用集合保存结果会浪费 RAM，从而抵消使用迭代器的好处。

幸运的是，还有更有效的方法。下面的代码使用了 14 世纪印度数学家 Narayana Pandita 的算法，可以在Wikipedia 的“排列”文章中找到。这种古老的算法仍然是已知的按顺序生成排列的最快方法之一，并且非常强大，因为它可以正确处理包含重复元素的排列。

def lexico_permute_string(s):
    ''' Generate all permutations in lexicographic order of string `s`

        This algorithm, due to Narayana Pandita, is from
        https://en.wikipedia.org/wiki/Permutation#Generation_in_lexicographic_order

        To produce the next permutation in lexicographic order of sequence `a`

        1. Find the largest index j such that a[j] < a[j + 1]. If no such index exists, 
        the permutation is the last permutation.
        2. Find the largest index k greater than j such that a[j] < a[k].
        3. Swap the value of a[j] with that of a[k].
        4. Reverse the sequence from a[j + 1] up to and including the final element a[n].
    '''

    a = sorted(s)
    n = len(a) - 1
    while True:
        yield ''.join(a)

        #1. Find the largest index j such that a[j] < a[j + 1]
        for j in range(n-1, -1, -1):
            if a[j] < a[j + 1]:
                break
        else:
            return

        #2. Find the largest index k greater than j such that a[j] < a[k]
        v = a[j]
        for k in range(n, j, -1):
            if v < a[k]:
                break

        #3. Swap the value of a[j] with that of a[k].
        a[j], a[k] = a[k], a[j]

        #4. Reverse the tail of the sequence
        a[j+1:] = a[j+1:][::-1]

for s in lexico_permute_string('data'):
    print(s)

输出

aadt
aatd
adat
adta
atad
atda
daat
data
dtaa
taad
tada
tdaa

当然，如果你想将得到的字符串收集到一个列表中，你可以这样做

list(lexico_permute_string('data'))

或者在最近的 Python 版本中：

[*lexico_permute_string('data')]

解决方案 5：

Stack Overflow 用户已经发布了一些很好的解决方案，但我想展示另一个解决方案。我发现这个更直观

这个想法是，对于给定的字符串：我们可以通过算法（伪代码）进行递归：

字符串中字符的排列 = char + 排列（字符串 - char）

我希望它能对别人有所帮助！

def permutations(string):
    """
    Create all permutations of a string with non-repeating characters
    """
    permutation_list = []
    if len(string) == 1:
        return [string]
    else:
        for char in string:
            [permutation_list.append(char + a) for a in permutations(string.replace(char, "", 1))]
    return permutation_list

解决方案 6：

这是一个返回唯一排列的简单函数：

def permutations(string):
    if len(string) == 1:
        return string

    recursive_perms = []
    for c in string:
        for perm in permutations(string.replace(c,'',1)):
            recursive_perms.append(c+perm)

    return set(recursive_perms)

解决方案 7：

这是另一种与 @Adriano 和 @illerucis 发布的方法不同的方法。这种方法运行时间更短，您可以通过测量时间来亲自检查：

def removeCharFromStr(str, index):
    endIndex = index if index == len(str) else index + 1
    return str[:index] + str[endIndex:]

# 'ab' -> a + 'b', b + 'a'
# 'abc' ->  a + bc, b + ac, c + ab
#           a + cb, b + ca, c + ba
def perm(str):
    if len(str) <= 1:
        return {str}
    permSet = set()
    for i, c in enumerate(str):
        newStr = removeCharFromStr(str, i)
        retSet = perm(newStr)
        for elem in retSet:
            permSet.add(c + elem)
    return permSet

对于任意字符串“dadffddxcf”，排列库需要 1.1336 秒，此实现需要 9.125 秒，@Adriano 和 @illerucis 版本需要 16.357 秒。当然，您仍然可以对其进行优化。

解决方案 8：

这里有一个稍微改进的illerucis代码版本，用于返回具有不同字符的字符串的所有排列列表s（不一定按字典顺序排列），而不使用 itertools：

def get_perms(s, i=0):
    """
    Returns a list of all (len(s) - i)! permutations t of s where t[:i] = s[:i].
    """
    # To avoid memory allocations for intermediate strings, use a list of chars.
    if isinstance(s, str):
        s = list(s)

    # Base Case: 0! = 1! = 1.
    # Store the only permutation as an immutable string, not a mutable list.
    if i >= len(s) - 1:
        return ["".join(s)]

    # Inductive Step: (len(s) - i)! = (len(s) - i) * (len(s) - i - 1)!
    # Swap in each suffix character to be at the beginning of the suffix.
    perms = get_perms(s, i + 1)
    for j in range(i + 1, len(s)):
        s[i], s[j] = s[j], s[i]
        perms.extend(get_perms(s, i + 1))
        s[i], s[j] = s[j], s[i]
    return perms

解决方案 9：

请参阅itertools.combinations或itertools.permutations。

解决方案 10：

你为什么不简单地做：

from itertools import permutations
perms = [''.join(p) for p in permutations(['s','t','a','c','k'])]
print perms
print len(perms)
print len(set(perms))

如您所见，没有重复：

 ['stack', 'stakc', 'stcak', 'stcka', 'stkac', 'stkca', 'satck', 'satkc', 
'sactk', 'sackt', 'saktc', 'sakct', 'sctak', 'sctka', 'scatk', 'scakt', 'sckta',
 'sckat', 'sktac', 'sktca', 'skatc', 'skact', 'skcta', 'skcat', 'tsack', 
'tsakc', 'tscak', 'tscka', 'tskac', 'tskca', 'tasck', 'taskc', 'tacsk', 'tacks', 
'taksc', 'takcs', 'tcsak', 'tcska', 'tcask', 'tcaks', 'tcksa', 'tckas', 'tksac', 
'tksca', 'tkasc', 'tkacs', 'tkcsa', 'tkcas', 'astck', 'astkc', 'asctk', 'asckt', 
'asktc', 'askct', 'atsck', 'atskc', 'atcsk', 'atcks', 'atksc', 'atkcs', 'acstk', 
'acskt', 'actsk', 'actks', 'ackst', 'ackts', 'akstc', 'aksct', 'aktsc', 'aktcs', 
'akcst', 'akcts', 'cstak', 'cstka', 'csatk', 'csakt', 'cskta', 'cskat', 'ctsak', 
'ctska', 'ctask', 'ctaks', 'ctksa', 'ctkas', 'castk', 'caskt', 'catsk', 'catks', 
'cakst', 'cakts', 'cksta', 'cksat', 'cktsa', 'cktas', 'ckast', 'ckats', 'kstac', 
'kstca', 'ksatc', 'ksact', 'kscta', 'kscat', 'ktsac', 'ktsca', 'ktasc', 'ktacs', 
'ktcsa', 'ktcas', 'kastc', 'kasct', 'katsc', 'katcs', 'kacst', 'kacts', 'kcsta', 
'kcsat', 'kctsa', 'kctas', 'kcast', 'kcats']
    120
    120
    [Finished in 0.3s]

解决方案 11：

def permute(seq):
    if not seq:
        yield seq
    else:
        for i in range(len(seq)):
            rest = seq[:i]+seq[i+1:]
            for x in permute(rest):
                yield seq[i:i+1]+x

print(list(permute('stack')))

解决方案 12：

所有可能的单词与堆栈

from itertools import permutations
for i in permutations('stack'):
    print(''.join(i))

permutations(iterable, r=None)

返回可迭代对象中元素的连续 r 长度排列。

如果未指定 r 或为 None，则 r 默认为可迭代的长度，并生成所有可能的全长排列。

排列按字典顺序发出。因此，如果输入的可迭代对象已排序，则排列元组将按排序顺序生成。

元素的唯一性取决于其位置，而不是其值。因此，如果输入元素是唯一的，则每次排列中都不会出现重复值。

解决方案 13：

采用递归方法。

def permute(word):
    if len(word) == 1:
        return [word]
    permutations = permute(word[1:])
    character = word[0]
    result = []
    for p in permutations:
        for i in range(len(p)+1):
            result.append(p[:i] + character + p[i:])
    return result




running code.

>>> permute('abc')
['abc', 'bac', 'bca', 'acb', 'cab', 'cba']

解决方案 14：

这是一个递归解决方案n!，接受字符串中的重复元素

import math

def getFactors(root,num):
    sol = []
    # return condition
    if len(num) == 1:
            return [root+num]
    # looping in next iteration
    for i in range(len(num)):  
        # Creating a substring with all remaining char but the taken in this iteration
        if i > 0:
            rem = num[:i]+num[i+1:]
        else:
            rem = num[i+1:]
        # Concatenating existing solutions with the solution of this iteration
        sol = sol + getFactors(root + num[i], rem)
    return sol

我验证了该解决方案考虑了两个元素，组合数为n!，结果不能包含重复项。所以：

inpt = "1234"
results = getFactors("",inpt)

if len(results) == math.factorial(len(inpt)) | len(results) != len(set(results)):
    print("Wrong approach")
else:
    print("Correct Approach")

解决方案 15：

又一个创新和递归解决方案。其思想是选择一个字母作为枢轴，然后创建一个单词。

def find_premutations(alphabet):
    
    words = []
    word =''
    
    def premute(new_word, alphabet):
        if not alphabet:
            words.append(word)
        else:
            for i in range(len(alphabet)):
                premute(new_word=word + alphabet[i], alphabet=alphabet[0:i] + alphabet[i+1:])

    premute(word, alphabet)
    return words


# let us try it with 'abc'
a = 'abc'
find_premutations(a)

输出：

abc
acb
bac
bca
cab
cba

解决方案 16：

这是一个非常简单的生成器版本：

def find_all_permutations(s, curr=[]):
    if len(s) == 0:
        yield curr
    else:
        for i, c in enumerate(s):
            for combo in find_all_permutations(s[:i]+s[i+1:], curr + [c]):
                yield "".join(combo)

我觉得还不错！

解决方案 17：

def f(s):
  if len(s) == 2:
    X = [s, (s[1] + s[0])]
      return X
else:
    list1 = []
    for i in range(0, len(s)):
        Y = f(s[0:i] + s[i+1: len(s)])
        for j in Y:
            list1.append(s[i] + j)
    return list1
s = raw_input()
z = f(s)
print z

解决方案 18：

这是一个简单直接的递归实现；

def stringPermutations(s):
    if len(s) < 2:
        yield s
        return
    for pos in range(0, len(s)):
        char = s[pos]
        permForRemaining = list(stringPermutations(s[0:pos] + s[pos+1:]))
        for perm in permForRemaining:
            yield char + perm

解决方案 19：

from itertools import permutations
perms = [''.join(p) for p in permutations('ABC')]

perms = [''.join(p) for p in permutations('stack')]

解决方案 20：

def perm(string):
   res=[]
   for j in range(0,len(string)):
       if(len(string)>1):
           for i in perm(string[1:]):
               res.append(string[0]+i)
       else:
           return [string];
       string=string[1:]+string[0];
   return res;
l=set(perm("abcde"))

这是使用递归生成排列的一种方法，您可以通过将字符串“a”、“ab”和“abc”作为输入轻松理解代码。

通过这个你可以得到所有 N! 个排列，并且没有重复。

解决方案 21：

每个人都喜欢自己代码的味道。这里只分享一个我认为最简单的：

def get_permutations(word):
    if len(word) == 1:
        yield word

    for i, letter in enumerate(word):
        for perm in get_permutations(word[:i] + word[i+1:]):
            yield letter + perm

解决方案 22：

该程序不会消除重复，但我认为这是最有效的方法之一：

s=raw_input("Enter a string: ")
print "Permutations :
",s
size=len(s)
lis=list(range(0,size))
while(True):
    k=-1
    while(k>-size and lis[k-1]>lis[k]):
        k-=1
    if k>-size:
        p=sorted(lis[k-1:])
        e=p[p.index(lis[k-1])+1]
        lis.insert(k-1,'A')
        lis.remove(e)
        lis[lis.index('A')]=e
        lis[k:]=sorted(lis[k:])
        list2=[]
        for k in lis:
                list2.append(s[k])
        print "".join(list2)
    else:
                break

解决方案 23：

使用递归

# swap ith and jth character of string
def swap(s, i, j):
    q = list(s)
    q[i], q[j] = q[j], q[i]
    return ''.join(q)


# recursive function 
def _permute(p, s, permutes):
    if p >= len(s) - 1:
        permutes.append(s)
        return

    for i in range(p, len(s)):
        _permute(p + 1, swap(s, p, i), permutes)


# helper function
def permute(s):
    permutes = []
    _permute(0, s, permutes)
    return permutes


# TEST IT
s = "1234"
all_permute = permute(s)
print(all_permute)

采用迭代方法（使用堆栈）

# swap ith and jth character of string
def swap(s, i, j):
    q = list(s)
    q[i], q[j] = q[j], q[i]
    return ''.join(q)


# iterative function
def permute_using_stack(s):
    stk = [(0, s)]

    permutes = []

    while len(stk) > 0:
        p, s = stk.pop(0)

        if p >= len(s) - 1:
            permutes.append(s)
            continue

        for i in range(p, len(s)):
            stk.append((p + 1, swap(s, p, i)))

    return permutes


# TEST IT
s = "1234"
all_permute = permute_using_stack(s)
print(all_permute)

按字典顺序排序

# swap ith and jth character of string
def swap(s, i, j):
    q = list(s)
    q[i], q[j] = q[j], q[i]
    return ''.join(q)


# finds next lexicographic string if exist otherwise returns -1
def next_lexicographical(s):
    for i in range(len(s) - 2, -1, -1):
        if s[i] < s[i + 1]:
            m = s[i + 1]
            swap_pos = i + 1

            for j in range(i + 1, len(s)):
                if m > s[j] > s[i]:
                    m = s[j]
                    swap_pos = j

            if swap_pos != -1:
                s = swap(s, i, swap_pos)
                s = s[:i + 1] + ''.join(sorted(s[i + 1:]))
                return s

    return -1


# helper function
def permute_lexicographically(s):
    s = ''.join(sorted(s))
    permutes = []
    while True:
        permutes.append(s)
        s = next_lexicographical(s)
        if s == -1:
            break
    return permutes


# TEST IT
s = "1234"
all_permute = permute_lexicographically(s)
print(all_permute)

解决方案 24：

这段代码对我来说很有意义。逻辑是循环遍历所有字符，提取第 i 个字符，对其他元素执行排列，并将第 i 个字符附加到开头。

如果要求我手动获取字符串 ABC 的所有排列。我将首先检查元素 A 的所有组合：

AB
BC

然后元素 B 的所有组合：

加拿大
加拿大

然后元素 C 的所有组合：

出租车
加拿大职业篮球联赛

def permute(s: str):
  n = len(s)
  if n == 1: return [s]
  if n == 2:
    return [s[0]+s[1], s[1]+s[0]]

  permutations = []
  for i in range(0, n):
    current = s[i]
    others = s[:i] + s[i+1:]

    otherPermutations = permute(others)
    for op in otherPermutations:
      permutations.append(current + op)

  return permutations

解决方案 25：

只是为了整理一下机器对重复情况的回答：因为集合是一个无序的数据结构，所以它不保留顺序。要生成以输入单词开头的列表：

from itertools import permutations

x = "stacks"
perms = list(set([''.join(char) for char in permutations(x)]))
perms.insert(0, perms.pop(perms.index(x)))
perms

解决方案 26：

使用排列的更简单的解决方案。

from itertools import permutations

def stringPermutate(s1):
    length=len(s1)
    if length < 2:
        return s1

    perm = [''.join(p) for p in permutations(s1)]

    return set(perm)

解决方案 27：

def permute_all_chars(list, begin, end):

    if (begin == end):
        print(list)
        return

    for current_position in range(begin, end + 1):
        list[begin], list[current_position] = list[current_position], list[begin]
        permute_all_chars(list, begin + 1, end)
        list[begin], list[current_position] = list[current_position], list[begin]


given_str = 'ABC'
list = []
for char in given_str:
    list.append(char)
permute_all_chars(list, 0, len(list) -1)

解决方案 28：

标准库中的模块itertools有一个名为的函数permutations。

import itertools

def minion_game(s):
    vow ="aeiou"
    lsword=[]
    ta=[]
    for a in range(1,len(s)+1):
        t=list(itertools.permutations(s,a))
        lsword.append(t)

    for i in range(0,len(lsword)):
        for xa in lsword[i]:
            if vow.startswith(xa):
                ta.append("".join(xa))

    print(ta)

minion_game("banana")