GATE-CS-2016(Set 1) 第59题

本题涉及到计算机科学和算法设计，要求对于给定的一列字符串，对其中重复出现的字符串进行排列组合，输出所有可能的排列组合。

问题描述

给定一个字符串数组，其中可能包含多个相同的字符串元素。请编写一个函数，将这些相同的字符串元素分为一组，并将所有可能的组合进行输出。

例如，对于以下字符串数组：

["cat", "dog", "dog", "cat"]

该函数应该输出所有可能的字符串组合：

cat, dog
cat, dog
dog, cat
dog, cat

实现思路

首先，我们需要将字符串数组中的字符串按照字母序进行排序，以便于找到相同的字符串元素。然后，我们可以使用递归函数来找到所有的字符串组合。该函数需要使用一个HashMap来存储已经找到的相同的字符串元素，以便于避免出现重复的组合。

递归函数的主要实现思路为：

1. 遍历字符串数组，找到第一个还未使用过的字符串作为第一个字符串组件
2. 遍历已排序字符串数组，找到第一个与该字符串相同并且还未使用过的字符串作为第二个字符串组件，并将这两个字符串放入HashMap中
3. 如果HashMap中的字符串数量等于字符串数组的长度，说明所有的字符串都已组合完毕，将该HashMap中所有的字符串组合起来，作为一个有效的答案
4. 否则，递归调用该函数，重新开始寻找第一个字符串组件

代码实现

以下是该函数的Java实现，注意其中的HashMap和递归调用：

import java.util.*;

public class StringCombination {
    public List<List<String>> combination(String[] strs) {
        List<List<String>> result = new ArrayList<>();
        Arrays.sort(strs);
        boolean[] used = new boolean[strs.length];
        HashMap<String, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < strs.length; i++) {
            if (!used[i]) {
                List<String> list = new ArrayList<>();
                list.add(strs[i]);
                map.put(strs[i], 1);
                used[i] = true;
                helper(strs, used, map, list, result);
                used[i] = false;
                map.remove(strs[i]);
            }
        }
        return result;
    }
    private void helper(String[] strs, boolean[] used, HashMap<String, Integer> map, List<String> list, List<List<String>> result) {
        if (map.size() == strs.length) {
            result.add(new ArrayList(list));
            return;
        }
        for (int i = 0; i < strs.length; i++) {
            if (!used[i] && strs[i] == list.get(list.size() - 1)) {
                continue;
            }
            if (map.containsKey(strs[i]) && map.get(strs[i]) > 0) {
                used[i] = true;
                map.replace(strs[i], map.get(strs[i]) - 1);
                list.add(strs[i]);
                helper(strs, used, map, list, result);
                used[i] = false;
                map.replace(strs[i], map.get(strs[i]) + 1);
                list.remove(list.size() - 1);
            }
        }
    }
}

结论

该算法实现了对给定字符串数组中相同字符串元素组合的输出，该算法的核心思路在于使用HashMap来避免重复组合，并利用递归函数在所有相同字符串元素组成的组中寻找所有可能的排列组合。