Generando todas las permutaciones de una cadena dada

Cuál es una forma elegante de encontrar todas las permutaciones de una cadena. Por ejemplo, permutación para ba, sería bay ab, pero ¿qué pasa con una cadena más larga como abcdefgh? ¿Hay algún ejemplo de implementación de Java?

public static void permutation(String str) { 
    permutation("", str); 
}

private static void permutation(String prefix, String str) {
    int n = str.length();
    if (n == 0) System.out.println(prefix);
    else {
        for (int i = 0; i < n; i++)
            permutation(prefix + str.charAt(i), str.substring(0, i) + str.substring(i+1, n));
    }
}

(a través de Introducción a la programación en Java )

Utiliza la recursividad.

• Pruebe cada una de las letras a su vez como la primera letra y luego encuentre todas las permutaciones de las letras restantes utilizando una llamada recursiva.
• El caso base es cuando la entrada es una cadena vacía, la única permutación es la cadena vacía.

Aquí está mi solución que se basa en la idea del libro "Cracking the Coding Interview" (P54):

/**
 * List permutations of a string.
 * 
 * @param s the input string
 * @return  the list of permutations
 */
public static ArrayList<String> permutation(String s) {
    // The result
    ArrayList<String> res = new ArrayList<String>();
    // If input string's length is 1, return {s}
    if (s.length() == 1) {
        res.add(s);
    } else if (s.length() > 1) {
        int lastIndex = s.length() - 1;
        // Find out the last character
        String last = s.substring(lastIndex);
        // Rest of the string
        String rest = s.substring(0, lastIndex);
        // Perform permutation on the rest string and
        // merge with the last character
        res = merge(permutation(rest), last);
    }
    return res;
}

/**
 * @param list a result of permutation, e.g. {"ab", "ba"}
 * @param c    the last character
 * @return     a merged new list, e.g. {"cab", "acb" ... }
 */
public static ArrayList<String> merge(ArrayList<String> list, String c) {
    ArrayList<String> res = new ArrayList<>();
    // Loop through all the string in the list
    for (String s : list) {
        // For each string, insert the last character to all possible positions
        // and add them to the new list
        for (int i = 0; i <= s.length(); ++i) {
            String ps = new StringBuffer(s).insert(i, c).toString();
            res.add(ps);
        }
    }
    return res;
}

Ejecución de salida de cadena "abcd":

• Paso 1: fusionar [a] yb: [ba, ab]

• Paso 2: Fusionar [ba, ab] yc: [cba, bca, bac, cab, acb, abc]

• Paso 3: Fusionar [cba, bca, bac, cab, acb, abc] yd: [dcba, cdba, cbda, cbad, dbca, bdca, bcda, bcad, dbac, bdac, badc, bacd, dcab, cdab, cadb , cabd, dacb, adcb, acdb, acbd, dabc, adbc, abdc, abcd]

De todas las soluciones dadas aquí y en otros foros, me gustó más Mark Byers. Esa descripción realmente me hizo pensar y codificarlo yo mismo. Lástima que no puedo votar su solución ya que soy novato.
De todos modos, aquí está mi implementación de su descripción

public class PermTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String str = "abcdef";
        StringBuffer strBuf = new StringBuffer(str);
        doPerm(strBuf,0);
    }

    private static void doPerm(StringBuffer str, int index){

        if(index == str.length())
            System.out.println(str);            
        else { //recursively solve this by placing all other chars at current first pos
            doPerm(str, index+1);
            for (int i = index+1; i < str.length(); i++) {//start swapping all other chars with current first char
                swap(str,index, i);
                doPerm(str, index+1);
                swap(str,i, index);//restore back my string buffer
            }
        }
    }

    private  static void swap(StringBuffer str, int pos1, int pos2){
        char t1 = str.charAt(pos1);
        str.setCharAt(pos1, str.charAt(pos2));
        str.setCharAt(pos2, t1);
    }
}   

Prefiero esta solución antes que la primera en este hilo porque esta solución usa StringBuffer. No diría que mi solución no crea ninguna cadena temporal (en realidad lo hace en system.out.printlndonde toString()se llama a of StringBuffer). Pero creo que esto es mejor que la primera solución donde se crean demasiados literales de cadena. Puede haber algún tipo de rendimiento que pueda evaluar esto en términos de 'memoria' (por 'tiempo' ya se ha retrasado debido a ese 'intercambio' adicional)

Una solución muy básica en Java es usar recursión + Set (para evitar repeticiones) si desea almacenar y devolver las cadenas de solución:

public static Set<String> generatePerm(String input)
{
    Set<String> set = new HashSet<String>();
    if (input == "")
        return set;

    Character a = input.charAt(0);

    if (input.length() > 1)
    {
        input = input.substring(1);

        Set<String> permSet = generatePerm(input);

        for (String x : permSet)
        {
            for (int i = 0; i <= x.length(); i++)
            {
                set.add(x.substring(0, i) + a + x.substring(i));
            }
        }
    }
    else
    {
        set.add(a + "");
    }
    return set;
}

Todos los contribuyentes anteriores han hecho un gran trabajo al explicar y proporcionar el código. Pensé que también debería compartir este enfoque porque podría ayudar a alguien también. La solución se basa en ( algoritmo de montones )

Un par de cosas:

1. Observe que el último elemento que se muestra en Excel es solo para ayudarlo a visualizar mejor la lógica. Entonces, los valores reales en la última columna serían 2,1,0 (si tuviéramos que ejecutar el código porque estamos tratando con matrices y las matrices comienzan con 0).

2. El algoritmo de intercambio se basa en valores pares o impares de la posición actual. Se explica por sí mismo si observa dónde se llama el método de intercambio. Puede ver lo que está sucediendo.

Esto es lo que pasa:

public static void main(String[] args) {

        String ourword = "abc";
        String[] ourArray = ourword.split("");
        permute(ourArray, ourArray.length);

    }

    private static void swap(String[] ourarray, int right, int left) {
        String temp = ourarray[right];
        ourarray[right] = ourarray[left];
        ourarray[left] = temp;
    }

    public static void permute(String[] ourArray, int currentPosition) {
        if (currentPosition == 1) {
            System.out.println(Arrays.toString(ourArray));
        } else {
            for (int i = 0; i < currentPosition; i++) {
                // subtract one from the last position (here is where you are
                // selecting the the next last item 
                permute(ourArray, currentPosition - 1);

                // if it's odd position
                if (currentPosition % 2 == 1) {
                    swap(ourArray, 0, currentPosition - 1);
                } else {
                    swap(ourArray, i, currentPosition - 1);
                }
            }
        }
    }

Este es sin recursividad

public static void permute(String s) {
    if(null==s || s.isEmpty()) {
        return;
    }

    // List containing words formed in each iteration 
    List<String> strings = new LinkedList<String>();
    strings.add(String.valueOf(s.charAt(0))); // add the first element to the list

     // Temp list that holds the set of strings for 
     //  appending the current character to all position in each word in the original list
    List<String> tempList = new LinkedList<String>(); 

    for(int i=1; i< s.length(); i++) {

        for(int j=0; j<strings.size(); j++) {
            tempList.addAll(merge(s.charAt(i), strings.get(j)));
                        }
        strings.removeAll(strings);
        strings.addAll(tempList);

        tempList.removeAll(tempList);

    }

    for(int i=0; i<strings.size(); i++) {
        System.out.println(strings.get(i));
    }
}

/**
 * helper method that appends the given character at each position in the given string 
 * and returns a set of such modified strings 
 * - set removes duplicates if any(in case a character is repeated)
 */
private static Set<String> merge(Character c,  String s) {
    if(s==null || s.isEmpty()) {
        return null;
    }

    int len = s.length();
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    Set<String> list = new HashSet<String>();

    for(int i=0; i<= len; i++) {
        sb = new StringBuilder();
        sb.append(s.substring(0, i) + c + s.substring(i, len));
        list.add(sb.toString());
    }

    return list;
}

Usemos la entrada abccomo ejemplo.

Comience solo con el último elemento ( c) en un conjunto ( ["c"]), luego agregue el segundo último elemento ( b) a su frente, extremo y todas las posiciones posibles en el medio, haciéndolo ["bc", "cb"]y luego de la misma manera agregará el siguiente elemento desde la parte posterior ( a) a cada cadena en el conjunto haciendo que:

"a" + "bc" = ["abc", "bac", "bca"]  and  "a" + "cb" = ["acb" ,"cab", "cba"] 

Así permutación completa:

["abc", "bac", "bca","acb" ,"cab", "cba"]

Código:

public class Test 
{
    static Set<String> permutations;
    static Set<String> result = new HashSet<String>();

    public static Set<String> permutation(String string) {
        permutations = new HashSet<String>();

        int n = string.length();
        for (int i = n - 1; i >= 0; i--) 
        {
            shuffle(string.charAt(i));
        }
        return permutations;
    }

    private static void shuffle(char c) {
        if (permutations.size() == 0) {
            permutations.add(String.valueOf(c));
        } else {
            Iterator<String> it = permutations.iterator();
            for (int i = 0; i < permutations.size(); i++) {

                String temp1;
                for (; it.hasNext();) {
                    temp1 = it.next();
                    for (int k = 0; k < temp1.length() + 1; k += 1) {
                        StringBuilder sb = new StringBuilder(temp1);

                        sb.insert(k, c);

                        result.add(sb.toString());
                    }
                }
            }
            permutations = result;
            //'result' has to be refreshed so that in next run it doesn't contain stale values.
            result = new HashSet<String>();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Set<String> result = permutation("abc");

        System.out.println("\nThere are total of " + result.size() + " permutations:");
        Iterator<String> it = result.iterator();
        while (it.hasNext()) {
            System.out.println(it.next());
        }
    }
}

Bueno, aquí hay una solución elegante, no recursiva, O (n!):

public static StringBuilder[] permutations(String s) {
        if (s.length() == 0)
            return null;
        int length = fact(s.length());
        StringBuilder[] sb = new StringBuilder[length];
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            sb[i] = new StringBuilder();
        }
        for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
            char ch = s.charAt(i);
            int times = length / (i + 1);
            for (int j = 0; j < times; j++) {
                for (int k = 0; k < length / times; k++) {
                    sb[j * length / times + k].insert(k, ch);
                }
            }
        }
        return sb;
    }

Una de las soluciones simples podría ser simplemente intercambiar los caracteres de forma recursiva con dos punteros.

public static void main(String[] args)
{
    String str="abcdefgh";
    perm(str);
}
public static void perm(String str)
{  char[] char_arr=str.toCharArray();
    helper(char_arr,0);
}
public static void helper(char[] char_arr, int i)
{
    if(i==char_arr.length-1)
    {
        // print the shuffled string 
            String str="";
            for(int j=0; j<char_arr.length; j++)
            {
                str=str+char_arr[j];
            }
            System.out.println(str);
    }
    else
    {
    for(int j=i; j<char_arr.length; j++)
    {
        char tmp = char_arr[i];
        char_arr[i] = char_arr[j];
        char_arr[j] = tmp;
        helper(char_arr,i+1);
        char tmp1 = char_arr[i];
        char_arr[i] = char_arr[j];
        char_arr[j] = tmp1;
    }
}
}

implementación de python

def getPermutation(s, prefix=''):
        if len(s) == 0:
                print prefix
        for i in range(len(s)):
                getPermutation(s[0:i]+s[i+1:len(s)],prefix+s[i] )



getPermutation('abcd','')

esto funcionó para mí ...

import java.util.Arrays;

public class StringPermutations{
    public static void main(String args[]) {
        String inputString = "ABC";
        permute(inputString.toCharArray(), 0, inputString.length()-1);
    }

    public static void permute(char[] ary, int startIndex, int endIndex) {
        if(startIndex == endIndex){
            System.out.println(String.valueOf(ary));
        }else{
            for(int i=startIndex;i<=endIndex;i++) {
                 swap(ary, startIndex, i );
                 permute(ary, startIndex+1, endIndex);
                 swap(ary, startIndex, i );
            }
        }
    }

    public static void swap(char[] ary, int x, int y) {
        char temp = ary[x];
        ary[x] = ary[y];
        ary[y] = temp;
    }
}

Utiliza la recursividad.

cuando la entrada es una cadena vacía, la única permutación es una cadena vacía. Pruebe cada una de las letras de la cadena haciéndola como la primera letra y luego encuentre todas las permutaciones de las letras restantes utilizando una llamada recursiva.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Permutation {
    private static List<String> permutation(String prefix, String str) {
        List<String> permutations = new ArrayList<>();
        int n = str.length();
        if (n == 0) {
            permutations.add(prefix);
        } else {
            for (int i = 0; i < n; i++) {
                permutations.addAll(permutation(prefix + str.charAt(i), str.substring(i + 1, n) + str.substring(0, i)));
            }
        }
        return permutations;
    }

    public static void main(String[] args) {
        List<String> perms = permutation("", "abcd");

        String[] array = new String[perms.size()];
        for (int i = 0; i < perms.size(); i++) {
            array[i] = perms.get(i);
        }

        int x = array.length;

        for (final String anArray : array) {
            System.out.println(anArray);
        }
    }
}

Permítanme tratar de abordar este problema con Kotlin:

fun <T> List<T>.permutations(): List<List<T>> {
    //escape case
    if (this.isEmpty()) return emptyList()

    if (this.size == 1) return listOf(this)

    if (this.size == 2) return listOf(listOf(this.first(), this.last()), listOf(this.last(), this.first()))

    //recursive case
    return this.flatMap { lastItem ->
        this.minus(lastItem).permutations().map { it.plus(lastItem) }
    }
}

Concepto central: desglosar la lista larga en una lista más pequeña + recursión

Respuesta larga con la lista de ejemplos [1, 2, 3, 4]:

Incluso para una lista de 4 ya es confuso tratar de enumerar todas las permutaciones posibles en su cabeza, y lo que debemos hacer es evitarlo. Es fácil para nosotros entender cómo hacer todas las permutaciones de la lista de tamaños 0, 1 y 2, por lo que todo lo que tenemos que hacer es dividirlas en cualquiera de esos tamaños y combinarlas de nuevo correctamente. Imagine una máquina de jackpot: este algoritmo comenzará a girar de derecha a izquierda y anotará

1. devuelve vacío / lista de 1 cuando el tamaño de la lista es 0 o 1
2. manejar cuando el tamaño de la lista es 2 (por ejemplo, [3, 4]) y generar las 2 permutaciones ([3, 4] y [4, 3])
3. Para cada elemento, márquelo como el último en el último y encuentre todas las permutaciones para el resto del elemento en la lista. (p. ej., ponga [4] sobre la mesa y vuelva a lanzar [1, 2, 3] a la permutación)
4. Ahora, con toda la permutación que son niños, vuelva al final de la lista (por ejemplo: [1, 2, 3] [, 4], [1, 3, 2] [, 4], [2, 3, 1] [, 4], ...)

import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;
public class hello {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        hello h = new hello();
        h.printcomp();
    }
      int fact=1;
    public void factrec(int a,int k){
        if(a>=k)
        {fact=fact*k;
        k++;
        factrec(a,k);
        }
        else
        {System.out.println("The string  will have "+fact+" permutations");
        }
        }
    public void printcomp(){
        String str;
        int k;
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        System.out.println("enter the string whose permutations has to b found");
        str=in.next();
        k=str.length();
        factrec(k,1);
        String[] arr =new String[fact];
        char[] array = str.toCharArray();
        while(p<fact)
        printcomprec(k,array,arr);
            // if incase u need array containing all the permutation use this
            //for(int d=0;d<fact;d++)         
        //System.out.println(arr[d]);
    }
    int y=1;
    int p = 0;
    int g=1;
    int z = 0;
    public void printcomprec(int k,char array[],String arr[]){
        for (int l = 0; l < k; l++) {
            for (int b=0;b<k-1;b++){
            for (int i=1; i<k-g; i++) {
                char temp;
                String stri = "";
                temp = array[i];
                array[i] = array[i + g];
                array[i + g] = temp;
                for (int j = 0; j < k; j++)
                    stri += array[j];
                arr[z] = stri;
                System.out.println(arr[z] + "   " + p++);
                z++;
            }
            }
            char temp;
            temp=array[0];
            array[0]=array[y];
            array[y]=temp;
            if (y >= k-1)
                y=y-(k-1);
            else
                y++;
        }
        if (g >= k-1)
            g=1;
        else
            g++;
    }

}

/** Returns an array list containing all
 * permutations of the characters in s. */
public static ArrayList<String> permute(String s) {
    ArrayList<String> perms = new ArrayList<>();
    int slen = s.length();
    if (slen > 0) {
        // Add the first character from s to the perms array list.
        perms.add(Character.toString(s.charAt(0)));

        // Repeat for all additional characters in s.
        for (int i = 1;  i < slen;  ++i) {

            // Get the next character from s.
            char c = s.charAt(i);

            // For each of the strings currently in perms do the following:
            int size = perms.size();
            for (int j = 0;  j < size;  ++j) {

                // 1. remove the string
                String p = perms.remove(0);
                int plen = p.length();

                // 2. Add plen + 1 new strings to perms.  Each new string
                //    consists of the removed string with the character c
                //    inserted into it at a unique location.
                for (int k = 0;  k <= plen;  ++k) {
                    perms.add(p.substring(0, k) + c + p.substring(k));
                }
            }
        }
    }
    return perms;
}

Aquí hay una solución recursiva minimalista sencilla en Java:

public static ArrayList<String> permutations(String s) {
    ArrayList<String> out = new ArrayList<String>();
    if (s.length() == 1) {
        out.add(s);
        return out;
    }
    char first = s.charAt(0);
    String rest = s.substring(1);
    for (String permutation : permutations(rest)) {
        out.addAll(insertAtAllPositions(first, permutation));
    }
    return out;
}
public static ArrayList<String> insertAtAllPositions(char ch, String s) {
    ArrayList<String> out = new ArrayList<String>();
    for (int i = 0; i <= s.length(); ++i) {
        String inserted = s.substring(0, i) + ch + s.substring(i);
        out.add(inserted);
    }
    return out;
}

Podemos usar factorial para encontrar cuántas cadenas comenzaron con una letra en particular.

Ejemplo: toma la entrada abcd. (3!) == 6las cadenas comenzarán con cada letra de abcd.

static public int facts(int x){
    int sum = 1;
    for (int i = 1; i < x; i++) {
        sum *= (i+1);
    }
    return sum;
}

public static void permutation(String str) {
    char[] str2 = str.toCharArray();
    int n = str2.length;
    int permutation = 0;
    if (n == 1) {
        System.out.println(str2[0]);
    } else if (n == 2) {
        System.out.println(str2[0] + "" + str2[1]);
        System.out.println(str2[1] + "" + str2[0]);
    } else {
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            if (true) {
                char[] str3 = str.toCharArray();
                char temp = str3[i];
                str3[i] = str3[0];
                str3[0] = temp;
                str2 = str3;
            }

            for (int j = 1, count = 0; count < facts(n-1); j++, count++) {
                if (j != n-1) {
                    char temp1 = str2[j+1];
                    str2[j+1] = str2[j];
                    str2[j] = temp1;
                } else {
                    char temp1 = str2[n-1];
                    str2[n-1] = str2[1];
                    str2[1] = temp1;
                    j = 1;
                } // end of else block
                permutation++;
                System.out.print("permutation " + permutation + " is   -> ");
                for (int k = 0; k < n; k++) {
                    System.out.print(str2[k]);
                } // end of loop k
                System.out.println();
            } // end of loop j
        } // end of loop i
    }
}

Esto es lo que hice a través de la comprensión básica de permutaciones y llamadas a funciones recursivas. Toma un poco de tiempo pero se hace de forma independiente.

public class LexicographicPermutations {

public static void main(String[] args) {
    // TODO Auto-generated method stub
    String s="abc";
    List<String>combinations=new ArrayList<String>();
    combinations=permutations(s);
    Collections.sort(combinations);
    System.out.println(combinations);
}

private static List<String> permutations(String s) {
    // TODO Auto-generated method stub
    List<String>combinations=new ArrayList<String>();
    if(s.length()==1){
        combinations.add(s);
    }
    else{
        for(int i=0;i<s.length();i++){
            List<String>temp=permutations(s.substring(0, i)+s.substring(i+1));
            for (String string : temp) {
                combinations.add(s.charAt(i)+string);
            }
        }
    }
    return combinations;
}}

que genera la salida como [abc, acb, bac, bca, cab, cba].

La lógica básica detrás de esto es

Para cada personaje, considérelo como el 1er personaje y encuentre las combinaciones de los personajes restantes. por ej [abc](Combination of abc)->.

1. a->[bc](a x Combination of (bc))->{abc,acb}
2. b->[ac](b x Combination of (ac))->{bac,bca}
3. c->[ab](c x Combination of (ab))->{cab,cba}

Y luego recursivamente llamando a cada uno [bc], [ac]e [ab]independientemente.

Implementación de Java sin recursividad

public Set<String> permutate(String s){
    Queue<String> permutations = new LinkedList<String>();
    Set<String> v = new HashSet<String>();
    permutations.add(s);

    while(permutations.size()!=0){
        String str = permutations.poll();
        if(!v.contains(str)){
            v.add(str);
            for(int i = 0;i<str.length();i++){
                String c = String.valueOf(str.charAt(i));
                permutations.add(str.substring(i+1) + c +  str.substring(0,i));
            }
        }
    }
    return v;
}

// inserta cada caracter en una lista

static ArrayList al = new ArrayList();

private static void findPermutation (String str){
    for (int k = 0; k < str.length(); k++) {
        addOneChar(str.charAt(k));
    }
}

//insert one char into ArrayList
private static void addOneChar(char ch){
    String lastPerStr;
    String tempStr;
    ArrayList locAl = new ArrayList();
    for (int i = 0; i < al.size(); i ++ ){
        lastPerStr = al.get(i).toString();
        //System.out.println("lastPerStr: " + lastPerStr);
        for (int j = 0; j <= lastPerStr.length(); j++) {
            tempStr = lastPerStr.substring(0,j) + ch + 
                    lastPerStr.substring(j, lastPerStr.length());
            locAl.add(tempStr);
            //System.out.println("tempStr: " + tempStr);
        }
    }
    if(al.isEmpty()){
        al.add(ch);
    } else {
        al.clear();
        al = locAl;
    }
}

private static void printArrayList(ArrayList al){
    for (int i = 0; i < al.size(); i++) {
        System.out.print(al.get(i) + "  ");
    }
}

//Rotate and create words beginning with all letter possible and push to stack 1

//Read from stack1 and for each word create words with other letters at the next location by rotation and so on 

/*  eg : man

    1. push1 - man, anm, nma
    2. pop1 - nma ,  push2 - nam,nma
       pop1 - anm ,  push2 - amn,anm
       pop1 - man ,  push2 - mna,man
*/

public class StringPermute {

    static String str;
    static String word;
    static int top1 = -1;
    static int top2 = -1;
    static String[] stringArray1;
    static String[] stringArray2;
    static int strlength = 0;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        System.out.println("Enter String : ");
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
        BufferedReader bfr = new BufferedReader(isr);
        str = bfr.readLine();
        word = str;
        strlength = str.length();
        int n = 1;
        for (int i = 1; i <= strlength; i++) {
            n = n * i;
        }
        stringArray1 = new String[n];
        stringArray2 = new String[n];
        push(word, 1);
        doPermute();
        display();
    }

    public static void push(String word, int x) {
        if (x == 1)
            stringArray1[++top1] = word;
        else
            stringArray2[++top2] = word;
    }

    public static String pop(int x) {
        if (x == 1)
            return stringArray1[top1--];
        else
            return stringArray2[top2--];
    }

    public static void doPermute() {

        for (int j = strlength; j >= 2; j--)
            popper(j);

    }

    public static void popper(int length) {
        // pop from stack1 , rotate each word n times and push to stack 2
        if (top1 > -1) {
            while (top1 > -1) {
                word = pop(1);
                for (int j = 0; j < length; j++) {
                    rotate(length);
                    push(word, 2);
                }
            }
        }
        // pop from stack2 , rotate each word n times w.r.t position and push to
        // stack 1
        else {
            while (top2 > -1) {
                word = pop(2);
                for (int j = 0; j < length; j++) {
                    rotate(length);
                    push(word, 1);
                }
            }
        }

    }

    public static void rotate(int position) {
        char[] charstring = new char[100];
        for (int j = 0; j < word.length(); j++)
            charstring[j] = word.charAt(j);

        int startpos = strlength - position;
        char temp = charstring[startpos];
        for (int i = startpos; i < strlength - 1; i++) {
            charstring[i] = charstring[i + 1];
        }
        charstring[strlength - 1] = temp;
        word = new String(charstring).trim();
    }

    public static void display() {
        int top;
        if (top1 > -1) {
            while (top1 > -1)
                System.out.println(stringArray1[top1--]);
        } else {
            while (top2 > -1)
                System.out.println(stringArray2[top2--]);
        }
    }
}

Otra forma simple es recorrer la cadena, elegir el carácter que aún no se utiliza y ponerlo en un búfer, continuar el ciclo hasta que el tamaño del búfer sea igual a la longitud de la cadena. Me gusta más esta solución de seguimiento porque:

1. Fácil de comprender
2. Fácil de evitar la duplicación
3. La salida está ordenada

Aquí está el código de Java:

List<String> permute(String str) {
  if (str == null) {
    return null;
  }

  char[] chars = str.toCharArray();
  boolean[] used = new boolean[chars.length];

  List<String> res = new ArrayList<String>();
  StringBuilder sb = new StringBuilder();

  Arrays.sort(chars);

  helper(chars, used, sb, res);

  return res;
}

void helper(char[] chars, boolean[] used, StringBuilder sb, List<String> res) {
  if (sb.length() == chars.length) {
    res.add(sb.toString());
    return;
  }

  for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
    // avoid duplicates
    if (i > 0 && chars[i] == chars[i - 1] && !used[i - 1]) {
      continue;
    }

    // pick the character that has not used yet
    if (!used[i]) {
      used[i] = true;
      sb.append(chars[i]);

      helper(chars, used, sb, res);

      // back tracking
      sb.deleteCharAt(sb.length() - 1);
      used[i] = false;
    }
  }
}

Str de entrada: 1231

Lista de resultados: {1123, 1132, 1213, 1231, 1312, 1321, 2113, 2131, 2311, 3112, 3121, 3211}

Notó que la salida está ordenada y no hay resultados duplicados.

La recursión no es necesaria, incluso si puede calcular cualquier permutación directamente , esta solución utiliza genéricos para permutar cualquier matriz.

Aquí hay una buena información sobre este algoritmo.

Para los desarrolladores de C # aquí hay una implementación más útil.

public static void main(String[] args) {
    String word = "12345";

    Character[] array = ArrayUtils.toObject(word.toCharArray());
    long[] factorials = Permutation.getFactorials(array.length + 1);

    for (long i = 0; i < factorials[array.length]; i++) {
        Character[] permutation = Permutation.<Character>getPermutation(i, array, factorials);
        printPermutation(permutation);
    }
}

private static void printPermutation(Character[] permutation) {
    for (int i = 0; i < permutation.length; i++) {
        System.out.print(permutation[i]);
    }
    System.out.println();
}

Este algoritmo tiene O (N) complejidad de tiempo y espacio para calcular cada permutación .

public class Permutation {
    public static <T> T[] getPermutation(long permutationNumber, T[] array, long[] factorials) {
        int[] sequence = generateSequence(permutationNumber, array.length - 1, factorials);
        T[] permutation = generatePermutation(array, sequence);

        return permutation;
    }

    public static <T> T[] generatePermutation(T[] array, int[] sequence) {
        T[] clone = array.clone();

        for (int i = 0; i < clone.length - 1; i++) {
            swap(clone, i, i + sequence[i]);
        }

        return clone;
    }

    private static int[] generateSequence(long permutationNumber, int size, long[] factorials) {
        int[] sequence = new int[size];

        for (int j = 0; j < sequence.length; j++) {
            long factorial = factorials[sequence.length - j];
            sequence[j] = (int) (permutationNumber / factorial);
            permutationNumber = (int) (permutationNumber % factorial);
        }

        return sequence;
    }

    private static <T> void swap(T[] array, int i, int j) {
        T t = array[i];
        array[i] = array[j];
        array[j] = t;
    }

    public static long[] getFactorials(int length) {
        long[] factorials = new long[length];
        long factor = 1;

        for (int i = 0; i < length; i++) {
            factor *= i <= 1 ? 1 : i;
            factorials[i] = factor;
        }

        return factorials;
    }
}

Permutación de cadena:

public static void main(String args[]) {
    permu(0,"ABCD");
}

static void permu(int fixed,String s) {
    char[] chr=s.toCharArray();
    if(fixed==s.length())
        System.out.println(s);
    for(int i=fixed;i<s.length();i++) {
        char c=chr[i];
        chr[i]=chr[fixed];
        chr[fixed]=c;
        permu(fixed+1,new String(chr));
    }   
}

Aquí hay otro método más simple de hacer la permutación de una cadena.

public class Solution4 {
public static void main(String[] args) {
    String  a = "Protijayi";
  per(a, 0);

}

static void per(String a  , int start ) {
      //bse case;
    if(a.length() == start) {System.out.println(a);}
    char[] ca = a.toCharArray();
    //swap 
    for (int i = start; i < ca.length; i++) {
        char t = ca[i];
        ca[i] = ca[start];
        ca[start] = t;
        per(new String(ca),start+1);
    }

}//per

}

Una implementación de Java para imprimir todas las permutaciones de una cadena dada considerando caracteres duplicados e imprime solo caracteres únicos es la siguiente:

import java.util.Set;
import java.util.HashSet;

public class PrintAllPermutations2
{
    public static void main(String[] args)
    {
        String str = "AAC";

    PrintAllPermutations2 permutation = new PrintAllPermutations2();

    Set<String> uniqueStrings = new HashSet<>();

    permutation.permute("", str, uniqueStrings);
}

void permute(String prefixString, String s, Set<String> set)
{
    int n = s.length();

    if(n == 0)
    {
        if(!set.contains(prefixString))
        {
            System.out.println(prefixString);
            set.add(prefixString);
        }
    }
    else
    {
        for(int i=0; i<n; i++)
        {
            permute(prefixString + s.charAt(i), s.substring(0,i) + s.substring(i+1,n), set);
        }
    }
}
}

/*
     * eg: abc =>{a,bc},{b,ac},{c,ab}
     * =>{ca,b},{cb,a}
     * =>cba,cab
     * =>{ba,c},{bc,a}
     * =>bca,bac
     * =>{ab,c},{ac,b}
     * =>acb,abc
     */
    public void nonRecpermute(String prefix, String word)
    {
        String[] currentstr ={prefix,word};
        Stack<String[]> stack = new Stack<String[]>();
        stack.add(currentstr);
        while(!stack.isEmpty())
        {
            currentstr = stack.pop();
            String currentPrefix = currentstr[0];
            String currentWord = currentstr[1];
            if(currentWord.equals(""))
            {
                System.out.println("Word ="+currentPrefix);
            }
            for(int i=0;i<currentWord.length();i++)
            {
                String[] newstr = new String[2];
                newstr[0]=currentPrefix + String.valueOf(currentWord.charAt(i));
                newstr[1] = currentWord.substring(0, i);
                if(i<currentWord.length()-1)
                {
                    newstr[1] = newstr[1]+currentWord.substring(i+1);
                }
                stack.push(newstr);
            }

        }

    }

Esto se puede hacer de forma iterativa simplemente insertando cada letra de la cadena en todas las ubicaciones de los resultados parciales anteriores.

Partimos de [A]que la Bconvierte en [BA, AB], y con C, [CBA, BCA, BAC, CAB, etc].

El tiempo de ejecución sería O(n!), que, para el caso de prueba ABCD, es 1 x 2 x 3 x 4.

En el producto anterior, el 1es para A, el 2es para B, etc.

Muestra de dardo:

void main() {

  String insertAt(String a, String b, int index)
  {
    return a.substring(0, index) + b + a.substring(index);
  }

  List<String> Permute(String word) {

    var letters = word.split('');

    var p_list = [ letters.first ];

    for (var c in letters.sublist(1)) {

      var new_list = [ ];

      for (var p in p_list)
        for (int i = 0; i <= p.length; i++)
          new_list.add(insertAt(p, c, i));

      p_list = new_list;
    }

    return p_list;
  }

  print(Permute("ABCD"));

}

Aquí hay una implementación de Java:

/* All Permutations of a String */

import java.util.*;
import java.lang.*;
import java.io.*;

/* Complexity O(n*n!) */
class Ideone
{
     public static ArrayList<String> strPerm(String str, ArrayList<String> list)
     {
        int len = str.length();
        if(len==1){
            list.add(str);
            return list;
        }

        list = strPerm(str.substring(0,len-1),list);
        int ls = list.size();
        char ap = str.charAt(len-1);
        for(int i=0;i<ls;i++){
            String temp = list.get(i);
            int tl = temp.length();
            for(int j=0;j<=tl;j++){
                list.add(temp.substring(0,j)+ap+temp.substring(j,tl));  
            }
        }

        while(true){
            String temp = list.get(0);
            if(temp.length()<len)
                list.remove(temp);
            else
                break;
        }

        return list;
    }

    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
        String str = "abc";
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        list = strPerm(str,list);
        System.out.println("Total Permutations : "+list.size());
        for(int i=0;i<list.size();i++)
            System.out.println(list.get(i));

    }
}