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java - 如何在 Java 中生成包含 N 个可能元素 (M > N) 的数组列表(长度均为 M)?

coder 2024-03-07 原文

例如,如果元素是 {1, 2} (n = 2)m = 3,该方法应该生成这样的数组列表 {[1,1,1],[1,1,2],[1,2,1],[2,1,1],[1,2,2],[2,2,1], [2,1,2],[2,2,2]}

我知道 Python 可以执行类似 y = itertools.product((1, 2), repeat=3) 的操作,但我如何在 Java 中有效地实现它。我已经尝试提供一些初始列表并使用以下内容来获得我想要的内容,但是时间复杂度太高并且当输入很大时性能非常糟糕。

public static List<List<Integer>> permute (List<Integer> list, int need) {

    List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
    if (need--==0) {
        result.add(list);
        return result;
    }
    for (int current : list)
        insert(permute(list,need), current, result);
    return result;
}


private static void insert(List<List<Integer>> currentLists, int currentInt, List<List<Integer>> list) {
    for (List<Integer> currentList : currentLists) {
        int size = currentList.size();
        for (int i = 0; i <= size; i++) {
            List<Integer> newList = new LinkedList<>();
            newList.addAll(currentList);
            newList.add(i, currentInt);
            list.add(newList);
        }
    }
}

最佳答案

事实上你无法降低复杂性。您必须执行的最少操作是创建您的列表。列表的数量无法减少(它始终等于 n^m),创建这些列表是执行过程中需要花费大量时间的事情。

我添加了我用来做一些测试的代码,如果它可以帮助你的话。

//Main method who generate the resultList
public static ArrayList<ArrayList<Integer>> generateList(ArrayList<Integer> elements, int size) {
    //Initialisation
    ArrayList<ArrayList<Integer>> resultList = new ArrayList<ArrayList<Integer>>();
    ArrayList<Integer> indexes = new ArrayList<Integer>();

    for(int i = 0; i < size;i++){
       indexes.add(0);
    }


    resultList.add(generateCurrentList(indexes,elements)); //Add the first element

    for(int i = 0; i < Math.pow(elements.size(),size)-1;i++){ //Add the other elements by incrementing indexes at each add
        incrementIndexes(indexes,elements.size());
        resultList.add(generateCurrentList(indexes,elements));
    }

    return resultList;  
}


//Increment indexes
public static void incrementIndexes(ArrayList<Integer> indexes,int nbrElements){
    indexes.set(indexes.size()-1, indexes.get(indexes.size()-1)+1); //Increment the last index
    for(int i = indexes.size()-1;i > 0;i--){//For each index increment the previous one if the current is greater than the number of element
        if(indexes.get(i)==nbrElements)
            indexes.set(i-1, indexes.get(i-1)+1);
    }
    for(int i = 0;i < indexes.size();i++){
        indexes.set(i, indexes.get(i)%nbrElements);
    }
}

//Generate an arrayList using the current indexes and the list of elements
public static ArrayList<Integer> generateCurrentList(ArrayList<Integer> indexes,ArrayList<Integer> elements){
    ArrayList<Integer> currentList = new ArrayList<Integer>();
    for(int i = 0; i < indexes.size();i++){
        currentList.add(elements.get(indexes.get(i)));
    }
    return currentList;
}`

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