产生独特的价值

我想创建一个C程序生成 0 到 999999 之间的数字，请记住生成的数字不应包含任何重复的数字。例如，"123"是一个可接受的值，但不是"121" as the '1'被重复。我已经找到了其他程序代码来检查整数是否有重复的数字：

检查整数是否有重复数字。没有字符串方法或数组 https://stackoverflow.com/questions/26748026/check-if-integer-has-repeating-digits-no-string-methods-or-arrays

检查数字中重复数字的最快方法是什么？ https://stackoverflow.com/questions/4801487/what-is-the-fastest-way-to-check-for-duplicate-digits-of-a-number

然而，这些并不能真正解决我的问题，如果我要执行 1,000,000 个不同值的检查，它们是非常低效的解决方案。此外，提供的解决方案适用于int并不是char[] and char *，我在我的程序中使用它。下面是迄今为止我的代码。正如你所看到的，我可以毫无问题地处理高达"012"，但是 3 位及以上的值的可能性太多，无法列出，而且编码效率太低。希望得到一些帮助。

int i, j;
char genNext[7] = "0";
printf("%s\n", genNext);

// loop through to return next pass in sequence
while (1) {
    for (i = 0; i < sizeof(genNext) / sizeof(char); i++) {
        if (genNext[i] == '9') {
            char * thisPass = strndup(genNext, sizeof(genNext));
            int countDigit = (int) strlen(thisPass);
            switch (countDigit) {
                case 1:
                genNext = "01";
                break;
                case 2:
                if (strcmp(genNext, "98")) {
                    if (i == 0) {
                        genNext[1] += 1;
                    } else {
                        genNext[0] += 1;
                        genNext[1] == '0';
                    }
                } else {
                    genNext = "012";
                }
                break;
                case 3:
                if (strcmp(genNext, "987")) {
                    // code to handle all cases
                } else {
                    genNext = "0123";
                }
                break;
                case 4:
                case 5:
                case 6:
                    // insert code here
            }
            break;
        } else if (genNext[i] == '\0') {
            break;
        } else if (genNext[i+1] == '\0') {
            genNext[i] += 1;
            for (j = 0; j < i; j++) {
                if (genNext[i] == genNext[j]) {
                    genNext[i] += 1;
                }
            }
        } else {
            continue;
        }
    }
    printf("%s\n", genNext);
    if (strcmp(genNext, "987654") == 0) {
        break;
    }
}

我面临的主要问题是以下情况'9'是正在测试的值的一部分。例如，序列中的下一个值"897" is "901"之后"067895" comes "067912"基于不重复的规则以及结果的顺序返回。

期望的输出如下：

0
1
2
3
...
8
9
01
02
03
...
09
10
12
13
...
97
98
012
013
014
...
098
102
103
...
985
986
987
0123
0124
...
etc etc.

感谢任何帮助，如果我的问题的任何部分不清楚，请随时澄清。谢谢！

EDIT: 如何生成数字列表的所有排列？ https://stackoverflow.com/questions/4270805/how-do-i-generate-all-permutations-of-a-list-of-numbers并没有解决我的问题，因为增量"120398" to "120435"作为序列中的下一个“合法”值。

编辑 2：更新问题以包括所需的输出

下面有三种变体算法。调整变体 3 以满足您的要求。

变体1

这是一种方法。它实现了一个小变体将 10 位计数表初始化为 0；扫描数字，增加遇到的每个数字的计数，然后检查是否有任何数字计数大于 1我在评论中建议的算法。一旦发现重复数字，测试函数就会返回。

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>

enum { MAX_ITERATION = 1000000 };

static bool duplicate_digits_1(int value)
{
    char buffer[12];
    snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%d", value);
    char digits[10] = { 0 };
    char *ptr = buffer;
    char c;
    while ((c = *ptr++) != '\0')
    {
        if (++digits[c - '0'] > 1)
            return true;
    }
    return false;
}

int main(void)
{
    int count = 0;
    for (int i = 0; i < MAX_ITERATION; i++)
    {
        if (!duplicate_digits_1(i))
        {
            count += printf(" %d", i);
            if (count > 72)
            {
                putchar('\n');
                count = 0;
            }
        }
    }
    putchar('\n');
    return 0;
}

运行时，它会生成 168,571 个介于 0 到 1,000,000 之间的值，从以下位置开始：

 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 23 24 25 26 27 28 29
 30 31 32 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 56 57
 58 59 60 61 62 63 64 65 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 78 79 80 81 82 83 84
 85 86 87 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 102 103 104 105 106 107 108 109 120
 123 124 125 126 127 128 129 130 132 134 135 136 137 138 139 140 142 143 145
 146 147 148 149 150 152 153 154 156 157 158 159 160 162 163 164 165 167 168
 169 170 172 173 174 175 176 178 179 180 182 183 184 185 186 187 189 190 192
 193 194 195 196 197 198 201 203 204 205 206 207 208 209 210 213 214 215 216
 217 218 219 230 231 234 235 236 237 238 239 240 241 243 245 246 247 248 249
 250 251 253 254 256 257 258 259 260 261 263 264 265 267 268 269 270 271 273
…
 987340 987341 987342 987345 987346 987350 987351 987352 987354 987356 987360
 987361 987362 987364 987365 987401 987402 987403 987405 987406 987410 987412
 987413 987415 987416 987420 987421 987423 987425 987426 987430 987431 987432
 987435 987436 987450 987451 987452 987453 987456 987460 987461 987462 987463
 987465 987501 987502 987503 987504 987506 987510 987512 987513 987514 987516
 987520 987521 987523 987524 987526 987530 987531 987532 987534 987536 987540
 987541 987542 987543 987546 987560 987561 987562 987563 987564 987601 987602
 987603 987604 987605 987610 987612 987613 987614 987615 987620 987621 987623
 987624 987625 987630 987631 987632 987634 987635 987640 987641 987642 987643
 987645 987650 987651 987652 987653 987654

在您确定这“效率不高”之前，请对其进行测量。您是否经常锻炼，以致性能成为真正的问题？

变体2

创建我在评论中建议的替代版本：迭代使用strchr()，检查第一个数字是否出现在尾部，如果没有则第二个数字出现在尾部，依此类推鉴于第一个答案的框架，很容易实现：

static bool duplicate_digits_2(int value)
{
    char buffer[12];
    snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%d", value);
    char *ptr = buffer;
    char c;
    while ((c = *ptr++) != '\0')
    {
        if (strchr(ptr, c) != NULL)
            return true;
    }
    return false;
}

当比较时间时，我得到了这些结果（ng41 uses duplicate_digits_1() and ng43 uses duplicate_digits_2().

$ time ng41 > /dev/null
real    0m0.175s
user    0m0.169s
sys     0m0.002s
$ time ng43 > /dev/null
real    0m0.201s
user    0m0.193s
sys     0m0.003s
$

重复计时通常会显示相似的结果，但有时我会得到ng43跑得比ng41— 仅一组一百万个数字的时间并不明确（所以 YMMV — 您的里程可能会有所不同！）。

变体3

您也可以使用这种技术，它类似于“计算数字”，但不需要先转换为字符串（所以它应该更快）。

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <string.h>

enum { MAX_ITERATION = 1000000 };

static bool duplicate_digits_3(int value)
{
    char digits[10] = { 0 };
    while (value > 0)
    {
        if (++digits[value % 10] > 1)
            return true;
        value /= 10;
    }
    return false;
}

int main(void)
{
    int count = 0;
    const char *pad = "";
    for (int i = 0; i < MAX_ITERATION; i++)
    {
        if (!duplicate_digits_3(i))
        {
            count += printf("%s%d", pad, i);
            pad = " ";
            if (count > 72)
            {
                putchar('\n');
                count = 0;
                pad = "";
            }
        }
    }
    putchar('\n');
    return 0;
}

因为它避免了转换为字符串，所以速度要快得多。我从一系列 3 次运行中得到的最慢计时是：

real    0m0.063s
user    0m0.060s
sys     0m0.001s

其速度大约是其他两者的三倍。

额外计时

我还将 MAX_ITERATION 的值更改为 10,000,000 并运行计时。当然，还有更多被拒绝的输出。

$ time ng41 >/dev/null

real    0m1.721s
user    0m1.707s
sys     0m0.006s
$ time ng43 >/dev/null

real    0m1.958s
user    0m1.942s
sys     0m0.008s
$ time ng47 >/dev/null

real    0m0.463s
user    0m0.454s
sys     0m0.004s
$ ng41 | wc
   69237  712891 5495951
$ ng43 | wc
   69237  712891 5495951
$ ng47 | wc
   69237  712891 5495951
$ cmp <(ng41) <(ng43)
$ cmp <(ng41) <(ng47)
$ cmp <(ng43) <(ng47)
$ 

这些时间安排更加稳定；变体 1 (ng41) 总是比变体 2 (ng43)，但变体 3 (ng47）以显着的优势击败了两者。

JFTR：测试是在旧版 17 英寸 MacBook Pro（2011 年初，2.3GHz Intel Core i7，16 GB 1333 MHz DDR3 RAM）上使用 GCC 6.2.0 的 macOS Sierra 10.12.1 上完成的，并不是说内存是此代码的问题。如果您想知道的话，程序编号是连续的两位素数。

也有前导零

此代码生成您想要的数字序列（尽管它仅配置为运行最多 100,000 — 1,000,000 的更改微不足道）。这以一种受虐的方式很有趣。

#include <assert.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

enum { MAX_ITERATIONS = 100000 };

/* lz = 1 or 0 - consider that the number has a leading zero or not */
static bool has_duplicate_digits(int value, int lz)
{
    assert(value >= 0 && value < MAX_ITERATIONS + 1);
    assert(lz == 0 || lz == 1);
    char digits[10] = { [0] = lz };
    while (value > 0)
    {
        if (++digits[value % 10] > 1)
            return true;
        value /= 10;
    }
    return false;
}

int main(void)
{
    int lz = 0;
    int p10 = 1;
    int log_p10 = 0;    /* log10(0) is -infinity - but 0 works better */
    int linelen = 0;
    const char *pad = "";

    /* The + 1 allows the cycle to reset for the leading zero pass */
    for (int i = 0; i < MAX_ITERATIONS + 1; i++)
    {
        if (i >= 10 * p10 && lz == 0)
        {
            /* Passed through range p10 .. (10*p10-1) once without leading zeros */
            /* Repeat, adding leading zeros this time */
            lz = 1;
            i = p10;
        }
        else if (i >= 10 * p10)
        {
            /* Passed through range p10 .. (10*p10-1) without and with leading zeros */
            /* Continue through next range, without leading zeros to start with */
            p10 *= 10;
            log_p10++;
            lz = 0;
        }

        if (!has_duplicate_digits(i, lz))
        {
            /* Adds a leading zero if lz == 1; otherwise, it doesn't */
            linelen += printf("%s%.*d", pad, log_p10 + lz + 1, i);
            pad = " ";
            if (linelen > 72)
            {
                putchar('\n');
                pad = "";
                linelen = 0;
            }
        }
    }
    putchar('\n');
    return 0;
}

样本输出（最多 100,000 个）：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 12 13 14 15 16 17 18 19
20 21 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 45 46 47
48 49 50 51 52 53 54 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 67 68 69 70 71 72 73 74
75 76 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 012 013
014 015 016 017 018 019 021 023 024 025 026 027 028 029 031 032 034 035 036
037 038 039 041 042 043 045 046 047 048 049 051 052 053 054 056 057 058 059
061 062 063 064 065 067 068 069 071 072 073 074 075 076 078 079 081 082 083
084 085 086 087 089 091 092 093 094 095 096 097 098 102 103 104 105 106 107
108 109 120 123 124 125 126 127 128 129 130 132 134 135 136 137 138 139 140
…
901 902 903 904 905 906 907 908 910 912 913 914 915 916 917 918 920 921 923
924 925 926 927 928 930 931 932 934 935 936 937 938 940 941 942 943 945 946
947 948 950 951 952 953 954 956 957 958 960 961 962 963 964 965 967 968 970
971 972 973 974 975 976 978 980 981 982 983 984 985 986 987 0123 0124 0125
0126 0127 0128 0129 0132 0134 0135 0136 0137 0138 0139 0142 0143 0145 0146
0147 0148 0149 0152 0153 0154 0156 0157 0158 0159 0162 0163 0164 0165 0167
…
0917 0918 0921 0923 0924 0925 0926 0927 0928 0931 0932 0934 0935 0936 0937
0938 0941 0942 0943 0945 0946 0947 0948 0951 0952 0953 0954 0956 0957 0958
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0982 0983 0984 0985 0986 0987 1023 1024 1025 1026 1027 1028 1029 1032 1034
1035 1036 1037 1038 1039 1042 1043 1045 1046 1047 1048 1049 1052 1053 1054
1056 1057 1058 1059 1062 1063 1064 1065 1067 1068 1069 1072 1073 1074 1075
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