R-查找唯一值的排列组合

Question

我希望创建一个包含两个不同值的向量的所有可能排列，我想控制每个值的比例。例如，如果我有一个长度为三的向量，我想要包含单个1的所有可能组合，我的期望输出是一个列表，看起来像这样：

list.1 <- list(c(1,0,0), c(0,1,0), c(0,0,1))

相反，如果我想要包含三个1的所有可能组合，我的期望输出是一个列表，看起来像这样：

list.3 <- list(c(1,1,1))

换句话说，1和0值的模式很重要，但所有的1应被视为与其他1相同。

根据在这里和其他地方搜索的结果，我尝试了几种方法：

expand.grid(0:1, 0:1, 0:1)  # this includes all possible combinations of 1, 2, or 3 ones
permn(c(0,1,1))             # this does not treat the ones as identical (e.g. it produces (0,1,1) twice)
unique(permn(c(0,1,1)))     # this does the job!

因此，使用来自包 combinat 的函数 permn 看起来很有前途。然而，当我将其扩展到我的实际问题（一个长度为20的向量，其中50%是1，50%是0）时，就会遇到问题：

unique(permn(c(rep(1,10), rep(0, 10))))

# returns the error:
Error in vector("list", gamma(n + 1)) : 
  vector size specified is too large

我的理解是，调用permn时会生成一个包含所有可能排列的列表，尽管其中许多是相同的，但该列表对于R来说太大了，因此会出现这种情况。

是否有人有解决方法？

如果以前已经回答过这个问题，请原谅我，因为有很多类似语言但不同问题的SO问题，我找不到符合我的需求的解决方案！

- Sam Zipper

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这个链接应该会有所帮助：https://dev59.com/a4fca4cB1Zd3GeqPlJ6W#28368933 - wici

Answer 1

expand.grid 包含所有排列组合不应该成为一个阻碍。只需在其后添加子集即可：

combinations <- function(size, choose) {

  d <- do.call("expand.grid", rep(list(0:1), size))
  d[rowSums(d) == choose,]

}

combinations(size=10, choose=3)
#    Var1 Var2 Var3 Var4 Var5 Var6 Var7 Var8 Var9 Var10
# 8     1    1    1    0    0    0    0    0    0     0
# 12    1    1    0    1    0    0    0    0    0     0
# 14    1    0    1    1    0    0    0    0    0     0
# 15    0    1    1    1    0    0    0    0    0     0
# 20    1    1    0    0    1    0    0    0    0     0
# 22    1    0    1    0    1    0    0    0    0     0
...

- Pierre L

Answer 2

问题确实在于您最初计算了所有的阶乘(20) (~10^18)个排列，这些排列无法全部存储在内存中。 您需要寻找一种高效的方法来计算多重集合排列。可以使用“multicool”软件包来完成此操作：

library(multicool)

res <- allPerm(initMC(c(rep(0,10),rep(1,10) )))

这个计算在我的笔记本电脑上大约需要两分钟，但绝对是可行的。

- David Heckmann

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这不会产生所需的输出。你能发一下 head(res) 吗？ - Pierre L

这个解决方案对我来说似乎有效；两者都产生了184,756个行总和为10的组合。然而，我选择了Pierre的解决方案，因为在我的电脑上运行时间小于1秒（而不是大约90秒）。 - Sam Zipper