Напишіть функцію, яка приймає набір цілих чисел і друкує кожну перестановку набору, а своп виконується між кожним кроком

Вхідні дані

набір цілих чисел, наприклад (0, 1, 2)

Вихідні дані

список перестановок і свопів у форматі (set) (swap) (set) ...

Тестовий випадок

Input: 
(3, 1, 5)

Output:
(3, 1, 5)
(3, 1)
(1, 3, 5)
(3, 5)
(1, 5, 3)
(1, 3)
(3, 5, 1)
(3, 5)
(5, 3, 1)
(3, 1)
(5, 1, 3)

Правила

• Ви можете відформатувати набір чисел, скільки завгодно.
• Ви можете робити свопи в будь-якому порядку
• Ви можете повторити перестановки та заміни, щоб отримати нову
• Ваш код не повинен насправді виконувати свопи, на виході потрібно просто показати, який своп був зроблений між вашим останнім виходом і поточним
• Ваш код повинен функціонувати лише для наборів з 2 або більше елементами
• Набір, який вам надано, не матиме повторюваних елементів (наприклад, (0, 1, 1, 2) недійсний)

Це код-гольф, тому найкоротший код виграє!

Математика, 102 байти

<<Combinatorica`
Riffle[#,BlockMap[Pick[#[[1]],#!=0&/@({1,-1}.#)]&,#,2,1]]&@*MinimumChangePermutations

Приклади

// Стовпець для більш чіткого результату

%[{1,3,5}]//Column
(*
{1,3,5}
{1,3}
{3,1,5}
{3,5}
{5,1,3}
{5,1}
{1,5,3}
{1,3}
{3,5,1}
{3,5}
{5,3,1}
*)

Java, 449 426 байт

import java.util.*;interface P{static Set s=new HashSet();static void main(String[]a){o(Arrays.toString(a));while(s.size()<n(a.length)){p(a);o(Arrays.toString(a));}}static<T>void o(T z){System.out.println(z);s.add(z);}static int n(int x){return x==1?1:x*n(x-1);}static void p(String[]a){Random r=new Random();int l=a.length,j=r.nextInt(l),i=r.nextInt(l);String t=a[j];a[j]=a[i];a[i]=t;System.out.println("("+a[j]+","+t+")");}}

Підхід грубої сили. Він продовжує робити випадкові заміни, поки не відбудуться всі можливі перестановки. Він використовує Набір рядкового представлення масиву, щоб перевірити, скільки різних станів було сформовано. Для n різних цілих чисел існує n! = 1 * 2 * 3 * .. * n різних перестановок.

Оновлення

• Дотримуючись пропозицій Кевіна Круїссена, щоб трохи більше пограти в гольф.

Безголівки:

import java.util.*;

interface P {

    static Set<String> s = new HashSet<>();

    static void main(String[] a) {
        // prints the original input
        o(Arrays.toString(a));
        while (s.size() < n(a.length)) {
            p(a);
            // prints the array after the swap
            o(Arrays.toString(a));
        }
    }

    static void o(String z) {
        System.out.println(z);
        // adds the string representation of the array to the HashSet
        s.add(z);
    }

    // method that calculates n!
    static int n(int x) {
        if (x == 1) {
            return 1;
        }
        return x * n(x - 1);
    }

    // makes a random swap and prints what the swap is
    static void p(String[] a) {
        Random r = new Random();
        int l = a.length, j = r.nextInt(l), i = r.nextInt(l);
        String t = a[j];
        a[j] = a[i];
        a[i] = t;
        System.out.println("(" + a[j] + "," + t + ")");
    }
}

Використання:

$ javac P.java
$ java P 1 2 3
[1, 2, 3]
(2,1)
[2, 1, 3]
(1,1)
[2, 1, 3]
(2,2)
[2, 1, 3]
(3,1)
[2, 3, 1]
(3,1)
[2, 1, 3]
(1,2)
[1, 2, 3]
(1,1)
[1, 2, 3]
(3,2)
[1, 3, 2]
(2,3)
[1, 2, 3]
(3,1)
[3, 2, 1]
(3,1)
[1, 2, 3]
(3,3)
[1, 2, 3]
(1,2)
[2, 1, 3]
(1,3)
[2, 3, 1]
(1,2)
[1, 3, 2]
(3,1)
[3, 1, 2]

Як бачите, є набагато більше свопів, ніж необхідний мінімум. Але, здається, працює :-D

Як бонус, він також працює з рядками, тобто

$ java P 'one' 'two'
[one, two]
(two,one)
[two, one]

JavaScript (ES6), 186 байт

f=
a=>{console.log(a);d=a.slice().fill(-1);s=[...d.keys()];for(i=l=a.length;i;)s[k=(j=s.indexOf(--i))+d[i]]<i?(console.log(a[s[j]=s[k]],a[s[k]=i]),console.log(s.map(n=>a[n])),i=l):d[i]*=-1}
;

<input id=i><input type=button value=Go! onclick=f(i.value.split`,`)>

Примітка. Я не впевнений, наскільки гнучким є вихідний формат, можливо, я міг би це зробити за 171 байт:

a=>{console.log(a);d=a.slice().fill(-1);s=[...d.keys()];for(i=l=a.length;i;)s[k=(j=s.indexOf(--i))+d[i]]<i?console.log(a[s[j]=s[k]],a[s[k]=i],s.map(n=>a[n],i=l)):d[i]*=-1}

Працює, виконуючи алгоритм Штейнгауза-Джонсона – Троттера на масиві індексів переміщення та перекладі назад на вхідний масив. Безголівки:

function steps(array) {
    console.log(array); // initial row
    var d = a.slice().fill(-1); // direction values
    var s = [...a.keys()]; // initial (identity) shuffle
    var l = a.length;
    for (var i = l; i; ) { // start by trying to move the last element
        var j = s.indexOf(--i);
        var k = j + d[i]; // proposed exchange
        if (s[k] < i) { // only exchange with lower index (within bounds)
            console.log(a[s[k]],a[i]); // show values being exchanged
            s[j] = s[k];
            s[k] = i; // do the exchange on the shuffle
            console.log(s.map(n=>a[n])); // show the shuffled array
            i = l; // start from the last element again
        } else {
            d[i] *= -1; // next time, try moving it the other way
        } // --i above causes previous element to be tried
    } // until no movable elements can be found
}

Рубін, 86 байт

puts (2..(a=gets.scan(/\d+/).uniq).size).map{|i|a.permutation(i).map{|e|?(+e*", "+?)}}

Haskell - 135 байт

p=permutations;f=filter
q(a:b:xs)=(\x->f(uncurry(/=)).zip x)a b:q(b:xs);q _=[]
l=head.f(all((==2).length).q).p.p
f=zip.l<*>map head.q.l

вихід:

> f [3,1,5]
[([3,1,5],(3,1)),([1,3,5],(3,5)),([1,5,3],(1,5)),([5,1,3],(1,3)),([5,3,1],(5,3))]

Я використовую стандартну permutationsфункцію, яка не заснована на свопах, тому я беру перестановки перестановок і знаходжу ту, що трапляється як ланцюжок свопів.