Gerando todas as permutações de uma determinada string

Qual é uma maneira elegante de encontrar todas as permutações de uma string? Por exemplo, permutação para ba, seria bae ab, mas e quanto a string mais longa, como abcdefgh? Existe algum exemplo de implementação 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));
    }
}

(via Introdução à programação em Java )

Use recursão.

• Tente cada uma das letras como a primeira letra e encontre todas as permutações das letras restantes usando uma chamada recursiva.
• O caso base é quando a entrada é uma sequência vazia, a única permutação é a sequência vazia.

Aqui está minha solução, baseada na idéia do livro "Quebrando a entrevista de codificação" (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;
}

Execução da saída da sequência "abcd":

• Etapa 1: mesclar [a] eb: [ba, ab]

• Etapa 2: Mesclar [ba, ab] e c: [cba, bca, bac, cab, acb, abc]

• Etapa 3: Mesclar [cba, bca, bac, cab, acb, abc] e d: [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 as soluções dadas aqui e em outros fóruns, gostei mais de Mark Byers. Essa descrição realmente me fez pensar e codificá-la. Pena que não posso votar em sua solução, pois sou novato.
Enfim, aqui está a minha implementação de sua descrição

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);
    }
}   

Prefiro esta solução à frente da primeira neste segmento, porque esta solução usa StringBuffer. Eu não diria que minha solução não cria nenhuma string temporária (na verdade, é system.out.printlnonde o toString()StringBuffer é chamado). Mas acho que isso é melhor do que a primeira solução em que muitos literais de string são criados. Pode ser um cara de desempenho por aí que pode avaliar isso em termos de 'memória' (por 'tempo' já está atrasado devido a essa 'troca' extra)

Uma solução muito básica em Java é usar recursão + Set (para evitar repetições) se você deseja armazenar e retornar as strings da solução:

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 os colaboradores anteriores fizeram um ótimo trabalho explicando e fornecendo o código. Eu pensei que deveria compartilhar essa abordagem também, porque pode ajudar alguém também. A solução é baseada no algoritmo ( heaps ' )

Algumas coisas:

1. Observe que o último item descrito no Excel é apenas para ajudá-lo a visualizar melhor a lógica. Portanto, os valores reais na última coluna seriam 2,1,0 (se executássemos o código porque estamos lidando com matrizes e matrizes começam com 0).

2. O algoritmo de troca acontece com base em valores pares ou ímpares da posição atual. É muito auto-explicativo se você olhar para onde o método de troca está sendo chamado. Você pode ver o que está acontecendo.

Aqui está o que acontece:

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 é sem recursão

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;
}

Vamos usar a entrada abccomo um exemplo.

Comece com apenas o último elemento ( c) em um conjunto ( ["c"]) e adicione o segundo último elemento ( b) à frente, extremidade e todas as posições possíveis no meio, criando-o ["bc", "cb"]e, da mesma maneira, adicionará o próximo elemento do back ( a) para cada string do conjunto, tornando-o:

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

Assim permutação inteira:

["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());
        }
    }
}

Bem, aqui está uma solução O (n!) Elegante e não recursiva:

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;
    }

Uma das soluções simples poderia ser apenas trocar os caracteres recursivamente usando dois ponteiros.

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;
    }
}
}

implementação 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','')

isso funcionou para mim ..

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;
    }
}

Use recursão.

quando a entrada é uma sequência vazia, a única permutação é uma sequência vazia.Tente cada uma das letras da sequência, tornando-a como primeira letra e, em seguida, encontre todas as permutações das demais letras usando uma chamada 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);
        }
    }
}

Deixe-me tentar resolver esse problema com o 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) }
    }
}

Conceito básico: divida a lista longa em lista menor + recursão

Resposta longa com lista de exemplos [1, 2, 3, 4]:

Mesmo para uma lista de quatro, já é meio confuso tentar listar todas as permutações possíveis em sua cabeça, e o que precisamos fazer é exatamente para evitar isso. É fácil para nós entender como fazer todas as permutações da lista de tamanhos 0, 1 e 2; portanto, tudo o que precisamos fazer é dividi-las em qualquer um desses tamanhos e combiná-las corretamente. Imagine uma máquina de jackpot: esse algoritmo começará a girar da direita para a esquerda e anote

1. retornar vazio / lista de 1 quando o tamanho da lista for 0 ou 1
2. manipular quando o tamanho da lista for 2 (por exemplo, [3, 4]) e gerar as 2 permutações ([3, 4] e [4, 3])
3. Para cada item, marque-o como o último no último e encontre todas as permutações para o restante do item na lista. (por exemplo, coloque [4] na mesa e jogue [1, 2, 3] em permutação novamente)
4. Agora, com toda permutação de crianças, volte ao final da lista (por exemplo: [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;
}

Aqui está uma solução recursiva minimalista e direta em 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 fatorial para descobrir quantas seqüências iniciadas com uma letra específica.

Exemplo: pegue a entrada abcd. (3!) == 6strings começarão com 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
    }
}

Foi o que fiz através do entendimento básico de Permutações e chamadas de funções recursivas. Demora um pouco de tempo, mas é feito de forma independente.

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 gera saída como [abc, acb, bac, bca, cab, cba].

A lógica básica por trás disso é

Para cada personagem, considere-o como primeiro personagem e encontre as combinações dos personagens restantes. por exemplo [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}

E então recursivamente chamando cada um [bc], [ac]e [ab]independentemente.

Implementação Java sem recursão

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;
}

// insere cada caractere em um arraylist

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--]);
        }
    }
}

Outra maneira simples é fazer um loop pela string, escolher o caractere que ainda não foi usado e colocá-lo em um buffer, continuar o loop até que o tamanho do buffer seja igual ao comprimento da string. Eu gosto mais dessa solução de rastreamento de volta porque:

1. Fácil de entender
2. Fácil de evitar duplicação
3. A saída é classificada

Aqui está o código 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;
    }
  }
}

Entrada str: 1231

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

Observe que a saída está classificada e não há resultado duplicado.

A recursão não é necessária; mesmo que você possa calcular diretamente qualquer permutação , esta solução usa genéricos para permutar qualquer matriz.

Aqui está uma boa informação sobre este algoritmo.

Para desenvolvedores de C #, aqui está uma implementação mais 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 possui complexidade de tempo e espaço O (N) para calcular cada permutação .

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;
    }
}

Permutação de String:

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));
    }   
}

Aqui está outro método mais simples de fazer a permutação de uma string.

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

}

Uma implementação java para imprimir todas as permutações de uma determinada string, considerando caracteres duplicados e imprimindo apenas caracteres únicos, é a seguinte:

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);
            }

        }

    }

Isso pode ser feito iterativamente, simplesmente inserindo cada letra da string em todos os locais dos resultados parciais anteriores.

Começamos com [A], que com Btorna - se [BA, AB]e com C,[CBA, BCA, BAC, CAB, etc] .

O tempo de execução seria O(n!), que, para o caso de teste ABCD, é 1 x 2 x 3 x 4.

No produto acima, o 1é para A, o 2é para Betc.

Amostra 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"));

}

Aqui está uma implementação 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));

    }
}