生成具有重复的集合元素的k组合的算法？
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【中文标题】生成具有重复的集合元素的k组合的算法？【英文标题】：Algorithm to generate k-combinations of elements of set with repetition? 【发布时间】：2012-09-10 14:36:00 【问题描述】：我正在寻找一种算法，该算法将一组两个元素 T = 0, 1 和 k 作为输入，并生成所有 k-T 的组合，如下所示：
000
001
010
011
100
101
110
111
当k 较小时，迭代实现很简单，如上例中的k=3。任何想法如何设计递归算法以使算法独立于k。
【问题讨论】：
这是排列，组合顺序无关紧要。 【参考方案1】：您可以递归地执行此操作。假设这是一个学习练习，我会给你伪代码而不是 C 程序：
generate (int pos, int element[T], int current[N])
if pos == N
print (current)
return
for i : 0..T
current[pos] = element[i]
generate(pos+1, element, current)
end
前三行是基本情况。 pos 从零开始，表示current 数组中需要被当前递归调用级别填充的位置。一旦pos 达到N，我们打印当前组合并返回到上一个级别。
下面三行是一个循环，类似于k=3时解决问题时的嵌套循环。 “嵌套”通过递归动态发生：您可以将递归调用的下一级视为另一级“循环嵌套”。本质上，递归解决方案允许您构建 N 嵌套循环，其中 N 仅在运行时才知道。
【讨论】：
【参考方案2】：您不需要递归算法。如果您查看您的列表，您应该会看到“模式”。
这是从 0 到 2^k-1 的二进制数。因此，简单的解决方案就是数数。
for (i = 0; i < (1<<k); i++)
// generate the binary representation of i
for (c = k-1 ; c >= 0; c--)
r = i >> c;
printf((r & 1) ? "1" : "0");
printf("\n");
编辑：如果你需要一个递归方法，你可以通过在长度上递归来轻松地做到这一点，我给出了一些伪代码（因为在我看来，递归只有在它是一些赋值时才有意义/作业，然后你应该自己做点什么）：
print_all_combos(int k, char* prefix)
if (k == 0)
printf("%s\n", prefix);
return;
append(prefix, "0");
print_all_combos(k - 1 , prefix);
remove_last_char(prefix);
append(prefix, "1");
remove_last_char(k - 1, prefix);
并以 k 和一个空字符串作为参数调用它。
【讨论】：
【参考方案3】：如果您在设计时知道 k，则使用 k 循环很容易生成所有 k 组合，即如果您想要所有 4 组合，则可以使用 4 个循环来完成：
for c1=0 to 1
for c2=0 to 1
for c3=0 to 1
for c4=0 to 1
print c1,c2,c3,c4
如果您在设计时不知道 k，您将需要一种模拟 k 循环的方法。这很简单，创建一个大小为 k 的数组并在索引 i 处存储 ci 的当前值（循环编号 i 索引）。
c : array[1..k]
fill(c,0) // initialize all the cells with 0
do
for i=1 to k
print c[i]
while increment(c) // get next values
increment 获取下一个值，如果所有值都已使用，则返回 false，否则返回 true。
increment(c : array[1..k])
begin
i=k
do
c[i]=c[i]+1;
if c[i]=2 // i.e. MAX+1
c[i]=0
i=i-1 // incerment previous position
else
return true // increment done
end if
while (i>1)
// here we need to increment the first position
c[i]=c[i]+1
if c[i]=2 // we looped thru all the values
c[i]=0
return false
end if
return true
end
这种方法可以推广到任何base中的任何循环（=每个循环的不同最大值）或具有不同的起始值、步骤等... 这种方法也可以推广到生成带有重复的字典组合等......谷歌里程表或看看TAOCP Knuth Volume 3 fascicle 2 and 3。
【讨论】：
【参考方案4】：根据您提供的示例，我相信您指的是 k 排列，而不是组合。引用自***：
组合是从一个较大的组中选择多个事物的一种方式，其中（不像 排列）顺序无关紧要。
【讨论】：
这应该是评论，而不是答案。【参考方案5】：#include<stdio.h>
#include<conio.h>
void calAns(int idx, int f[3]);
int main()
int f[3];
calAns(0,f);
getch();
return 0;
void calAns(int idx, int f[3])
if(idx == 3)
int i;
for(i = 0; i<3; i++)
printf("%d",f[i]);
printf("\n");
return;
f[idx] = 0;
calAns(idx+1, f);
f[idx] = 1;
calAns(idx+1, f);
【讨论】：
您的回答当然值得稍微解释一下。请参考***.com/help/how-to-answer。【参考方案6】：感谢@Sergey Kalinichenko，我制作了一个小递归应用程序。 尽管这是 Java 代码，但我希望它会对某人有所帮助。
关键方法是generateCombinationsRecursively。
测试类：
public class CombinationOKTest
CombinationOK combinationOK;
@BeforeEach
void setUp()
combinationOK = new CombinationOK();
@Test
void allCombinationsWithTwoElementsAndLengthThreeBinary()
List<Integer> elementList = List.of(0, 1);
int combinationLength = 3;
List<List<Integer>> combinationList =
combinationOK.getAllCombinations(elementList, combinationLength);
assertEquals(8, combinationList.size());
assertEquals(List.of(
List.of(0, 0, 0),
List.of(0, 0, 1),
List.of(0, 1, 0),
List.of(0, 1, 1),
List.of(1, 0, 0),
List.of(1, 0, 1),
List.of(1, 1, 0),
List.of(1, 1, 1)),
combinationList);
实现类：
public class CombinationOK
public List<List<Integer>> getAllCombinations(List<Integer> elementList,
int combinationLength)
List<List<Integer>> combinationList = new ArrayList<>();
Integer[] combination = new Integer[combinationLength];
generateCombinationsRecursively(elementList, combinationList, combination, 0);
System.out.println();
System.out.println(combinationList);
return combinationList;
public class CombinationOK
public List<List<Integer>> getAllCombinations(List<Integer> elementList,
int combinationLength)
List<List<Integer>> combinationList = new ArrayList<>();
Integer[] combination = new Integer[combinationLength];
generateCombinationsRecursively(elementList, combinationList, combination, 0);
System.out.println();
System.out.println(combinationList);
return combinationList;
/**
*
* Magic is done in this recursive method <code>generateCombinationsRecursively</code>.
*
* @param elementList elements that combinations are made of (T)
* @param combinationList is resulting list of combinations as a result of recursive method
* @param combination is array of elements, single combination with variable length (k)
* @param position of one element from the list <code>elementList</code> in the <code>combination</code> array
*
*/
private void generateCombinationsRecursively(List<Integer> elementList,
List<List<Integer>> combinationList,
Integer[] combination,
int position)
if (position == combination.length)
System.out.println(Arrays.asList(combination));
combinationList.add(new ArrayList<>(Arrays.asList(combination)));
return;
for (int i = 0; i < elementList.size(); i++)
combination[position] = elementList.get(i);
generateCombinationsRecursively(
elementList, combinationList, combination, position + 1);
总结：
主要功能在这个递归方法generateCombinationsRecursively。
参数position 是可变的，取决于递归函数的深度。
position 参数的最大值是 combination 的列表大小 (k)。
如果达到最大值（k）（方法generateCombinationsRecursively的第一个块），
新的combination 被添加到生成的combinationList 列表中，递归结束。
方法generateCombinationsRecursively的第二个块是for循环
它遍历列表elementList 中的所有元素。
根据position 的值，combination 列表填充有元素
来自elementList (T)。接下来递归方法generateCombinationsRecursively
在 position 参数上使用重音调用，该参数递增，因此它指向
combination 中的下一个位置，该递归方法将填充下一个元素（来自 T）。
输出组合：
[0, 0, 0]
[0, 0, 1]
[0, 1, 0]
[0, 1, 1]
[1, 0, 0]
[1, 0, 1]
[1, 1, 0]
[1, 1, 1]
输出结果combinationList列表：
[[0, 0, 0], [0, 0, 1], [0, 1, 0], [0, 1, 1], [1, 0, 0], [1, 0, 1], [1, 1, 0], [1, 1, 1]]
【讨论】：
以上是关于生成具有重复的集合元素的k组合的算法？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章