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.NET Framework: 589. C# - 모든 경우의 수를 조합하는 코드 (1) [링크 복사], [링크+제목 복사],
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글쓴 사람
정성태 (techsharer at outlook.com)
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(연관된 글이 3개 있습니다.)

C# - 모든 경우의 수를 조합하는 코드 (1)

조합에 대해서는 지난번에 코드로 소개했습니다.

C# - 조합(Combination) 예제 코드
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/10954

그런데, 아쉽게도 코드가 그다지 쉽지 않습니다. 만약 off-line 코딩 시험을 봐야 한다면 저런 식으로 만드는데 시간이 좀 걸릴 텐데요. 개념상 좀 더 간단하게 만드는 방법이 알려져 있습니다.

예를 들어, 3개의 요소에 대한 모든 조합을 보면,

1 2 3
1 2
1 3
2 3
1
2
3
(null)

저렇게 됩니다. 아직 감이 안 오는 분들이 계실 텐데요. ^^ 숫자에 해당하는 것을 2n에 해당하는 비트 열로 바꿔보면 좀 더 명확해집니다.

23 22 21
-------
1  1  1
   1  1 
1     1
1  1
      1
   1
1
(null)

여전히 감이 안 오는 분들은, 2의 n승에 따라 우측에 그 값을 표시해 보면 됩니다.

23 22 21
4  2  1
-------
1  1  1    == 7
   1  1    == 3
1     1    == 5
1  1       == 6
      1    == 1
   1       == 2
1          == 4
(null)

우측의 값들을 나열해 정렬해 보면 "1,2,3,4,5,6,7"이 됩니다. 그럼, 정리가 되었죠? ^^ 숫자에 따른 비트는 절대 겹칠 수가 없습니다. 따라서 숫자 값을 바꾸는 것만으로 그것의 모든 조합이 자연스럽게 구성되는 것입니다.

따라서, 모든 조합의 배열 인덱스를 뽑아주는 클래스를 다음과 같이 만들 수 있습니다.

public class Combination
{
    readonly int _count;
    readonly int _numberOfAll;

    readonly int[] _sourceList;
    readonly int[] _emptyIndex;
    int[] _caseIndex;

    int _effectiveCount;

    public Combination(int [] elems)
    {
        _sourceList = elems;
        _count = _sourceList.Length;
        _numberOfAll = (1 << _count);

        _emptyIndex = new int[_count];
        for (int i = 0; i < _count; i ++)
        {
            _emptyIndex[i] = -1;
        }

        _caseIndex = new int[_count];
    }

    public IEnumerable<int []> Successor()
    {
        for (int i = 0; i < _numberOfAll; i ++)
        {
            _effectiveCount = 0;
            Array.Copy(_emptyIndex, _caseIndex, _count);

            for (int c = 0; c < _count; c++)
            {
                int mask = (1 << c); // 이 코드의 간단한 핵심.
                if ((i & mask) == mask)
                {
                    _caseIndex[_effectiveCount] = c;
                    _effectiveCount++;
                }
            }

            yield return _caseIndex;
        }
    }

    public int [] Apply()
    {
        int[] combinations = new int[_effectiveCount];

        for (int i = 0; i < _effectiveCount; i ++)
        {
            combinations[i] = _sourceList[_caseIndex[i]];
        }

        return combinations;
    }
}

사용 방법은 이렇습니다.

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int[] list = new int[] { 200, 300, 500, 600 };
        Combination c = new Combination(list);

        foreach (var elems in c.Successor())
        {
            int [] items = c.Apply();
            PrintElems(items);
        }
    }

    private static void PrintElems(int[] elems)
    {
        Console.Write("{ ");

        foreach (var elem in elems)
        {
            Console.Write(elem + ", ");
        }

        Console.WriteLine(" }");
    }
}

출력 결과는 예상했던 대로!

{  }
{ 200,  }
{ 300,  }
{ 200, 300,  }
{ 500,  }
{ 200, 500,  }
{ 300, 500,  }
{ 200, 300, 500,  }
{ 600,  }
{ 200, 600,  }
{ 300, 600,  }
{ 200, 300, 600,  }
{ 500, 600,  }
{ 200, 500, 600,  }
{ 300, 500, 600,  }
{ 200, 300, 500, 600,  }

여기에 제네릭과 IEnumerable을 곁들이면,

using System.Collections.Generic;
using System;
using System.Collections;

public class Combination<TData> : IEnumerable<TData[]>
{
    readonly int _count;
    readonly int _numberOfAll;

    readonly TData[] _sourceList;
    readonly int[] _emptyIndex;
    int[] _caseIndex;

    int _effectiveCount;

    public Combination(TData[] elems)
    {
        _sourceList = elems;
        _count = _sourceList.Length;
        _numberOfAll = (1 << _count);

        _emptyIndex = new int[_count];
        for (int i = 0; i < _count; i++)
        {
            _emptyIndex[i] = -1;
        }

        _caseIndex = new int[_count];
    }

    public IEnumerable<int[]> Successor()
    {
        for (int i = 0; i < _numberOfAll; i++)
        {
            _effectiveCount = 0;
            Array.Copy(_emptyIndex, _caseIndex, _count);

            for (int c = 0; c < _count; c++)
            {
                int mask = (1 << c); // 이 코드의 간단한 핵심.
                if ((i & mask) == mask)
                {
                    _caseIndex[_effectiveCount] = c;
                    _effectiveCount++;
                }
            }

            yield return _caseIndex;
        }
    }

    public TData[] Apply()
    {
        TData[] combinations = new TData[_effectiveCount];

        for (int i = 0; i < _effectiveCount; i++)
        {
            combinations[i] = _sourceList[_caseIndex[i]];
        }

        return combinations;
    }

    public IEnumerator<TData[]> GetEnumerator()
    {
        return Enumerate();
    }

    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
    {
        return Enumerate();
    }

    IEnumerator<TData[]> Enumerate()
    {
        Combination<TData> c = new Combination<TData>(this._sourceList);

        foreach (var elems in c.Successor())
        {
            TData[] items = c.Apply();
            yield return items;
        }
    }
}

다음과 같이 사용할 수 있습니다.

{
    int[] list = new int[] { 2, 3, 5, 6 };
    Combination<int> c = new Combination<int>(list);

    foreach (var elems in c)
    {
        PrintElems(elems);
    }
}

{
    string[] list = new string[] { "2", "3", "5", "6" };
    Combination<string> c = new Combination<string>(list);

    foreach (var elems in c)
    {
        PrintElems(elems);
    }
}

개념만 알아두면, 언제든지 쉽게 다시 만들 수 있는 코드입니다. ^^

(첨부 파일은 이 글의 예제 코드를 포함합니다.)




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 11/18/2022]

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