ruby - 大写排列

Question

我想编写一个 ruby​​ 代码片段，它接受一个字符串并输出所有可能的大写排列。基本上，我有一个我记得的密码，但我不记得它是如何大写的。

到目前为止，我有以下内容:

def permute(str)

  perms = Array.new
  (2 ** str.size).times { perms << str }

  perms.each_index do |i|
    binary = i.to_s(2)
    str_arr = perms[i].split(//)

    bin_arr = binary.split(//)

    while ( bin_arr.size < str_arr.size )
      bin_arr.unshift('0')
    end

    bin_arr.each_index do |b|
      str_arr[b].upcase! if bin_arr[b] == '1'
    end

    puts str_arr.to_s

  end
end

这工作得很好，但我想知道是否有任何 ruby​​ists 可以帮助我改进它，这样它就不必在带有数字的字符串上不必要地工作。

例如，字符串“tst1”生成:

tst1
tst1
tsT1
tsT1
tSt1
tSt1
tST1
tST1
Tst1
Tst1
TsT1
TsT1
TSt1
TSt1
TST1
TST1

我正在寻找的输出是:

tst1
tsT1
tSt1
tST1
Tst1
TsT1
TSt1
TST1

有什么想法吗？

Answer 1

这是一个很好的机会，可以在这里实践我大学时代的“算法推导”类(class)和 Dijkstra 方法。这是“干净”版本

require 'set'

def generate_perms(str)
  if str.length == 1
    return Set.new([str.downcase, str.upcase])
  else 
    head = str[0..0]
    tail = str[1..-1]
    perms_sub = generate_perms(tail)
    d = Set.new(perms_sub.collect{|p| head.downcase + p})
    u = Set.new(perms_sub.collect{|p| head.upcase + p})
    return d | u 
  end  
end

编辑:Dijkstra 教导我们不要过早优化，所以我认为 Array-version 最好单独添加 :-) :

def perms(str)
  if str.length == 1
    return Array.new([str.downcase, str.upcase])
  else 
    head = str[0..0]
    tail = str[1..-1]
    perms_sub = perms(tail)
    d = perms_sub.collect{|p| head.downcase + p}
    u = perms_sub.collect{|p| head.upcase + p}
    return (d +  u).uniq 
  end  
end

为了让它变得非常快，在一个额外的方法参数的帮助下，将其转换为尾递归:

# tail recursion version, no stack-overflows :-) 
def perms_tail(str, perms)
  if str.length == 1
    return perms.collect{|p| [p + str.upcase, p+ str.downcase]}.flatten.uniq
  else
    tail = perms.collect{|p| [p + str[0..0].upcase, p+ str[0..0].downcase]}.flatten
    perms_tail(str[1..-1], tail)
  end

end

begin
  perms_tail("tst1",[""]).each{|p| puts p}
end

现在这实际上非常慢，但是尾递归允许简单地重写(自己看)到优化版本:

def perms_fast_tail(str)
  perms = [""]
  tail = str.downcase
  while tail.length > 0 do
    head, tail, psize = tail[0..0], tail[1..-1], perms.size
    hu = head.upcase
    for i in (0...psize)
      tp = perms[i] 
      perms[i] = tp + hu
      if hu != head
        perms.push(tp + head)
      end  
    end  
  end
  perms
end 

这有多重要？好吧，为了好玩，让我们运行一些定时测试:

begin
  str = "Thequickbrownfox"
  start = Time.now
  perms_tail(str,[""])
  puts "tail: #{Time.now - start}"

  start2 = Time.now
  perms(str)
  puts "normal: #{Time.now - start2}"

  start3 = Time.now
  perms_fast_tail(str)
  puts "superfast: #{Time.now - start3}"
end

在我的机器上，这显示了不同之处:

tail: 0.982241
normal: 0.285104
superfast: 0.168895

从非平凡的字符串中可以看出速度的提高和性能优势； “tst1”将在干净版本中快速运行。因此，Dijkstra 是对的:不需要优化。尽管这样做很有趣。