Question

想象一下3x3网格：

[A, B, %]
[C, %, D]
[E, F, G]

百分比%代表空格/位置。

行可以像字符串上的珠一样移动，这样第一行的配置的排列可以是以下任何一个：

[A, B, %] or [A, %, B] or [%, A, B]

同样适用于第二行。第三行不包含空插槽，因此无法更改。

考虑到每行可能的排列，我试图生成所有可能的网格。

输出应该产生以下网格：

[A, B, %]    [A, B, %]    [A, B, %]
[C, D, %]    [C, %, D]    [%, C, D]
[E, F, G]    [E, F, G]    [E, F, G]

[A, %, B]    [A, %, B]    [A, %, B]
[C, D, %]    [C, %, D]    [%, C, D]
[E, F, G]    [E, F, G]    [E, F, G]

[%, A, B]    [%, A, B]    [%, A, B]
[C, D, %]    [C, %, D]    [%, C, D]
[E, F, G]    [E, F, G]    [E, F, G]

我尝试了一种查看每一行并左右移动空间，然后生成新网格并递归的方法。我将所有网格保留在一组中，并确保我只生成尚未检查过的位置以防止无限递归。

然而，我的算法似乎非常低效（每个排列约1秒!!）并且看起来也不是很好。我想知道是否有一种雄辩的方式来做到这一点？特别是在python中。

我有一些模糊的想法，但我确信有一种方法可以做到这一点，简短而简单，我忽略了。

编辑： 3x3就是一个例子。网格可以是任何大小，它确实是重要的行组合。例如：

[A, %, C]
[D, E, %, G]
[H, I]

也是一个有效的网格。

编辑2：这些信件必须保持其订单。例如[A, %, B] != [B, %, A]和[B, A, %]无效

Answer 1

首先，你必须为每一行获得所有想要的排列。然后计算所有线的叉积。

通过使用字母[A，B，％]并改变起始索引，可以简单地计算一行的排列：

import itertools
# Example: line = ['A','B','%']
def line_permutations(line):
   if '%' not in line:
       return [line]
   line.remove('%') # use copy.copy if you don't want to modify your matrix here
   return (line[:i] + ['%'] + line[i:] for i in range(len(line) + 1))

使用itertools.product

最容易实现交叉产品

matrix = [['A','B','%'], ['C', '%', 'D'], ['E', 'F', 'G']]
permutations = itertools.product(*[line_permutations(line) for line in matrix])
for p in permutations:
    print(p)

此解决方案在内存和CPU要求方面是最佳的，因为排列永远不会重新计算。

示例输出：

(['%', 'A', 'B'], ['%', 'C', 'D'], ['E', 'F', 'G'])
(['%', 'A', 'B'], ['C', '%', 'D'], ['E', 'F', 'G'])
(['%', 'A', 'B'], ['C', 'D', '%'], ['E', 'F', 'G'])
(['A', '%', 'B'], ['%', 'C', 'D'], ['E', 'F', 'G'])
(['A', '%', 'B'], ['C', '%', 'D'], ['E', 'F', 'G'])
(['A', '%', 'B'], ['C', 'D', '%'], ['E', 'F', 'G'])
(['A', 'B', '%'], ['%', 'C', 'D'], ['E', 'F', 'G'])
(['A', 'B', '%'], ['C', '%', 'D'], ['E', 'F', 'G'])
(['A', 'B', '%'], ['C', 'D', '%'], ['E', 'F', 'G'])

Answer 2

定义一个名为cycle

的函数

>>> def cycle(lst):
    while True:
        lst=lst[1:]+lst[0:1] if '%' in lst else lst
        yield lst

给定迭代器，这将生成并返回循环左移。
现在您必须将网格中的每一行传递给循环用于匹配行长度的总迭代的生成器
现在使用itertools.product查找生成的所有组合行循环组合。
如果没有空插槽，则不会生成循环排列

最终结果如下

>>> for g in list(itertools.product(*[[x for (x,y) in zip(cycle(row),
           range(0,len(row) if '%' in row else 1))] for row in grid])):
    for r in g:
        print r
    print "="*10

对于您的网格，这将生成

['B', '%', 'A']
['%', 'D', 'C']
['E', 'F', 'G']
===============
['B', '%', 'A']
['D', 'C', '%']
['E', 'F', 'G']
===============
['B', '%', 'A']
['C', '%', 'D']
['E', 'F', 'G']
===============
['%', 'A', 'B']
['%', 'D', 'C']
['E', 'F', 'G']
===============
['%', 'A', 'B']
['D', 'C', '%']
['E', 'F', 'G']
===============
['%', 'A', 'B']
['C', '%', 'D']
['E', 'F', 'G']
===============
['A', 'B', '%']
['%', 'D', 'C']
['E', 'F', 'G']
===============
['A', 'B', '%']
['D', 'C', '%']
['E', 'F', 'G']
===============
['A', 'B', '%']
['C', '%', 'D']
['E', 'F', 'G']
===============

Answer 3

天真的实施：

g=[['A', 'B', '%'],
['C', '%', 'D'],
['E', 'F', 'G']]

from collections import deque
from itertools import product

def rotations(it):
    d = deque(it,len(it))
    for i in xrange(len(it)):
         d.rotate(1)
         yield list(d)

for i in product(*[rotations(x) if '%' in x else [x] for x in g]):
    print i

给出：

(['%', 'A', 'B'], ['D', 'C', '%'], ['E', 'F', 'G'])
(['%', 'A', 'B'], ['%', 'D', 'C'], ['E', 'F', 'G'])
(['%', 'A', 'B'], ['C', '%', 'D'], ['E', 'F', 'G'])
(['B', '%', 'A'], ['D', 'C', '%'], ['E', 'F', 'G'])
(['B', '%', 'A'], ['%', 'D', 'C'], ['E', 'F', 'G'])
(['B', '%', 'A'], ['C', '%', 'D'], ['E', 'F', 'G'])
(['A', 'B', '%'], ['D', 'C', '%'], ['E', 'F', 'G'])
(['A', 'B', '%'], ['%', 'D', 'C'], ['E', 'F', 'G'])
(['A', 'B', '%'], ['C', '%', 'D'], ['E', 'F', 'G'])

Answer 4

在这里。请注意，一方面这种方法不太干净，但它允许您只计算一次#len（matrix [0]） - 1的排列，并将它们用作输出的模板。

from itertools import permutations,product

def charPermutation(matrix):
    permutation_list=list(permutations(["%%"]+["%s"]*(len(matrix[0])-1))) #Compute once, use infinitely
    perms={i:[] for i in range(len(matrix))}
    for it,line in enumerate(matrix):
        chars=list(set(line)-set(["%"]))
        if sorted(line)==sorted(chars):
            perms[it]+=["".join([str(i) for i in line])]
        else:
            for p in permutation_list:
                perms[it]+=["".join(["".join(p) % tuple(chars)])]
        perms[it]=list(set(perms[it]))
    return product(*[[list(k) for k in i] for i in perms.values()]) 

g=[
   ["A", "B", "%"],
   ["C", "%", "D"],
   ["E", "F", "G"]]

for x in charPermutation(g):
    print [i for i in x]

[['A', '%', 'B'], ['C', 'D', '%'], ['E', 'F', 'G']]
[['A', '%', 'B'], ['%', 'C', 'D'], ['E', 'F', 'G']]
[['A', '%', 'B'], ['C', '%', 'D'], ['E', 'F', 'G']]
[['%', 'A', 'B'], ['C', 'D', '%'], ['E', 'F', 'G']]
[['%', 'A', 'B'], ['%', 'C', 'D'], ['E', 'F', 'G']]
[['%', 'A', 'B'], ['C', '%', 'D'], ['E', 'F', 'G']]
[['A', 'B', '%'], ['C', 'D', '%'], ['E', 'F', 'G']]
[['A', 'B', '%'], ['%', 'C', 'D'], ['E', 'F', 'G']]
[['A', 'B', '%'], ['C', '%', 'D'], ['E', 'F', 'G']]

网格置换算法 - 固定行顺序

4 个答案: