通过多达2个不同的位置查找字符串邻居

时间:2009-03-25 02:25:34

标签: c++ algorithm string enumeration combinatorics

给定种子字符串,我想找到最多在2个位置上不同的邻居。涉及生成字符串的所有数字仅为4(即0,1,2,3)。这是我的意思的例子:

# In this example, 'first' column
# are neighbors with only 1 position differ.
# The rest of the columns are 2 positions differ

Seed = 000
100 110 120 130 101 102 103
200 210 220 230 201 202 203
300 310 320 330 301 302 303
010 011 012  013
020 021 022  023
030 031 032  033
001  
002  
003

Seed = 001
101 111 121 131 100 102 103   
201 211 221 231 200 202 203      
301 311 321 331 300 302 303      
011 010 012 013
021 020 022 023
031 030 032 033               
000
003
002     

Hence given a tag of length L
we will have 3*L + 9L(L-1)/2   neighbors  

但为什么我的这段代码无法正确生成呢?特别是当种子串 “000”以外时。

其他方法也受到欢迎,特别是在速度提升的情况下。以来 我们将处理数百万长度为34到36的种子标签。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <fstream>
#include <sstream>
using namespace std;

string ConvertInt2String(int IntVal) {
    std::string S;
    std::stringstream out;
    out << IntVal;
    S = out.str();

    return S;
}

string Vec2Str (vector <int> NTg) {

    string StTg = "";
    for (unsigned i = 0; i < NTg.size(); i++) {
         StTg += ConvertInt2String(NTg[i]);
    }
    return StTg;
}

template <typename T> void  prn_vec(const std::vector < T >&arg, string sep="")
{
    for (unsigned n = 0; n < arg.size(); n++) {
        cout << arg[n] << sep;
    }
    return;
}

vector <int> neighbors(vector<int>& arg, int posNo, int baseNo) {
    // pass base position and return neighbors

    vector <int> transfVec;
    transfVec = arg;

    //modified according to strager's first post
    transfVec[posNo % arg.size()] = baseNo;

    return transfVec;

}


int main () {

    vector <int> numTag;
    numTag.push_back(0);
    numTag.push_back(0);
    numTag.push_back(1); // If "000" this code works, but not 001 or others


    // Note that in actual practice numTag can be greater than 3

     int TagLen = static_cast<int>(numTag.size());

     for ( int p=0; p< TagLen  ; p++ ) {

         // First loop is to generate tags 1 position differ
         for ( int b=1; b<=3 ; b++ ) {

             int bval = b;
             if (numTag[p] == b) {
                 bval = 0;
             }

             vector <int> nbnumTag = neighbors(numTag, p, bval);
             string SnbnumTag = Vec2Str(nbnumTag);

             cout << SnbnumTag;
             cout << "\n";


             // Second loop for tags in 2 position differ 

             for (int l=p+1; l < TagLen; l++) {

                 for (int  c=1; c<=3; c++) {

                     int cval = c;

                     if (nbnumTag[l] == c) {
                         cval = c;
                     }
                     vector <int> nbnumTag2 = neighbors(nbnumTag, l, cval);
                     string SnbnumTag2 = Vec2Str(nbnumTag2);

                     cout << "\t" << SnbnumTag2;
                     cout << "\n";

                 }
             }


         }
     }

    return 0;
}

8 个答案:

答案 0 :(得分:4)

会这样做吗?它枚举了可能的字符串树,修剪所有字符串与原始字符串的差异<。

void walk(char* s, int i, int ndiff){
  char c = s[i];
  if (ndiff > 2) return;
  if (c == '\0'){
    if (ndiff > 0) print(s);
  }
  else {
    s[i] = '0'; walk(s, i+1, (s[i]==c ? ndiff : ndiff+1);
    s[i] = '1'; walk(s, i+1, (s[i]==c ? ndiff : ndiff+1);
    s[i] = '2'; walk(s, i+1, (s[i]==c ? ndiff : ndiff+1);
    s[i] = '3'; walk(s, i+1, (s[i]==c ? ndiff : ndiff+1);
    s[i] = c;
  }
}

char seed[] = "000";
main(){
  walk(seed, 0, 0);
}

答案 1 :(得分:2)

这是一种方法,可以适用于任意数量的字符和字符串长度:

string base = "000";
char values[] = {'0', '1', '2', '3' };

for (int i = 0; i < base.length(); ++i)
{
   for (int j = 0; j < countof(values); ++j)
   {
      if (base[i] != values[j])
      {
          string copy = base;
          copy[i] = values[j];
          cout << copy << endl;

          for (int k = i+1; k < base.length(); ++k)
          {
              for (int l = 0; l < countof(values); ++l)
              {
                   if (copy[k] != values[l])
                   {
                       string copy2 = copy;
                       copy[k] = values[l];
                       cout << copy2 << endl;
                   }
              }
          }
      }
   }
}

答案 2 :(得分:1)

这相当于在4个符号的字母表中生成汉明距离2内的所有字符串。我已经看过它的算法,但我现在不知道找到它们。也许这可以作为正确方向的指针。

答案 3 :(得分:1)

您的问题[编辑:原始版本(请参阅之前的问题修订版)]是您的内部循环,您只需指定“下一个”元素。快速解决方法是将写入包装在neighbors

vector <int> neighbors(const vector<int>& arg, int posNo, int baseNo) {
    // pass base position and return neighbors

    vector <int> transfVec = arg

    transfVec[posNo % arg.size()] = baseNo;

    return transfVec;

}

只有在阵列中有两个或三个项目时,此修复才有效。如果你想要更多,你需要重写你的算法,因为它不处理长度大于3的情况。 (它不应该,甚至。你使用的算法限制太多。)

答案 4 :(得分:1)

这两个if:

 if (numTag[p] == b) {
     bval = 0;
 }

 if (nbnumTag[l] == c) {
     cval = c;
 }

应该有continue的主体。


这两个循环应从0开始:

for ( int b=1; b<=3 ; b++ ) {
for (int  c=1; c<=3; c++) {

// i.e.

for ( int b=0; b<=3 ; b++ ) {
for (int  c=0; c<=3; c++) {

答案 5 :(得分:1)

看起来strager已经确定了主要问题:循环条件。你的字母表是0,1,2,3,所以你应该遍历整个范围。 0不是特例,因为您的代码试图对其进行处理。特殊情况是当字母值等于键中的值时跳过迭代,这是strager建议的继续完成。

以下是我的算法版本。它有一些关于循环结构的替代思想,它避免了通过在适当位置修改密钥来复制密钥。请注意,您还可以通过更改MIN_VALUEMAX_VALUE常量来更改字母表的大小。

以下是“001”案例的输出:

101 111 121 131 102 103 100
201 211 221 231 202 203 200
301 311 321 331 302 303 300
011 012 013 010
021 022 023 020
031 032 033 030
002
003
000

这是代码:

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
#include <sstream>

using namespace std;

const int MIN_VALUE = 0;
const int MAX_VALUE = 3;

int increment(int& ch)
{
    if (ch == MAX_VALUE)
        ch = MIN_VALUE;
    else
        ++ch;
    return ch;
}

string stringKey(const vector<int>& key)
{
    ostringstream sout;
    for (int i = 0; i < key.size(); ++i) 
        sout << key[i];
    return sout.str();
}

int main()
{
    vector<int> key;
    key.push_back(0);
    key.push_back(0);
    key.push_back(1);

    for (int outerKeyPos = 0;  outerKeyPos < key.size(); ++outerKeyPos)
    {
        int outerOriginal = key[outerKeyPos];
        while (increment(key[outerKeyPos]) != outerOriginal)
        {
            cout << stringKey(key);
            for (int innerKeyPos = outerKeyPos + 1; innerKeyPos < key.size(); ++innerKeyPos)
            {
                int innerOriginal = key[innerKeyPos];
                while (increment(key[innerKeyPos]) != innerOriginal)
                {
                    cout << " " << stringKey(key);
                }
            }
            cout << endl;
        }
    }
}

答案 6 :(得分:1)

我试图纠正你的算法,尽可能地保持原始算法:

 int TagLen = static_cast<int>(numTag.size());

 for ( int p=0; p< TagLen  ; p++ ) {
     // First loop is to generate tags 1 position differ
     for ( int b=0; b<=3 ; b++ ) { // Loop over all 4 elements

         int bval = b;
         if (numTag[p] == b) {
             continue; // This is the seed vector, ignore it
         }

         vector <int> nbnumTag = neighbors(numTag, p, bval);
         string SnbnumTag = Vec2Str(nbnumTag);

         cout << SnbnumTag;
         cout << "\n";

         // Second loop for tags in 2 position differ 
         for (int l=p+1; l < TagLen; l++) {

             for (int  c=0; c<=3; c++) {

                 int cval = c;

                 if (nbnumTag[l] == c) { // Loop over all 4 elements
                     continue; // This is nbnumTag, ignore it
                 }
                 vector <int> nbnumTag2 = neighbors(nbnumTag, l, cval);
                 string SnbnumTag2 = Vec2Str(nbnumTag2);

                 cout << "\t" << SnbnumTag2;
                 cout << "\n";
             }
         }
     }
 }

问题是你没有迭代所有4个可能的值(0,1,2,3),但是由于某种原因你跳过了0。我这样做的方法是迭代所有这些并忽略(通过使用继续)与种子相同的向量或在阶段1计算的1点不同标签。

话虽如此,我相信会提出比你更好的算法,最好考虑其中一种算法。

答案 7 :(得分:0)

这是我丑陋,黑客的解决方案:

#include <iostream>
#include <vector>

using std::cout;
using std::endl;
using std::vector;

struct tri
{
    tri(int a, int b, int c)
    {
        switch (a)
        {
            case 0:
                m[0] = 0;
                m[1] = b;
                m[2] = c;
                break;
            case 1:
                m[0] = b;
                m[1] = 0;
                m[2] = c;
                break;
            case 2:
                m[0] = b;
                m[1] = c;
                m[2] = 0;
                break;
        }
    }
    int m[3];
};

int main()
{
    vector<tri> v;
    for (int i = 0; i < 3; i++)
        for (int j = 0; j < 4; j++)
            for (int k = 0; k < 4; k++)
            {
                v.push_back(tri(i,j,k));
            }

    vector<tri>::iterator it;
    for (it = v.begin(); it != v.end(); ++it)
    {
        cout << (*it).m[0];
        cout << (*it).m[1];
        cout << (*it).m[2];
        cout << endl;
    }
}