Generación de combinaciones de letras con teclados numéricos en C++

Clase 39 de 52 • Curso de Algoritmos Avanzados: Grafos y Árboles

Resumen

¿Cómo implementar una solución en C++ para generar combinaciones de letras a partir de números?

Al crear soluciones de software, encontrar la mejor manera de implementar nuestros algoritmos es crucial. En este caso, vamos a explorar cómo desarrollar un programa en C++ que genere todas las combinaciones posibles de letras a partir de una secuencia de números, similar a los teclados de los viejos teléfonos celulares. Comencemos directamente por crear las bases, utilizando C++ para implementarlo, pero recuerda que puedes seguir estos pasos en cualquier lenguaje de programación de tu elección.

¿Cómo estructurar la relación entre números y letras?

Es fundamental poder mapear cada número a sus correspondientes letras para generar combinaciones. Para lograr esto:

Crear un unordered_map en C++: Este mapa asociará cada número a sus respectivas letras.
Llenar el mapa con cada número y su grupo de letras correspondiente.

Aquí está el código necesario en C++:

#include <unordered_map>
#include <vector>
#include <string>

std::unordered_map<char, std::string> teclado = {
    {'2', "ABC"}, {'3', "DEF"}, {'4', "GHI"},
    {'5', "JKL"}, {'6', "MNO"}, {'7', "PQRS"},
    {'8', "TUV"}, {'9', "WXYZ"}
};

Este segmento de código establece una relación clara y directa entre números y letras, lo cual es esencial para el siguiente paso de generar las combinaciones.

¿Cómo generar todas las combinaciones de letras?

La tarea principal es crear un algoritmo que pasará por cada dígito del número y generará todas las combinaciones posibles de letras. Usaremos recursión para formar las combinaciones. La función GenerarCombinaciones será la encargada de esto:

void GenerarCombinaciones(int indice, const std::string& numeroCelular, std::string palabraActual, std::vector<std::string>& listaDePalabras) {
    if (indice == numeroCelular.length()) {
        if (!palabraActual.empty()) {
            listaDePalabras.push_back(palabraActual);
        }
        return;
    }
    
    char digitoActual = numeroCelular[indice];
    for (char letra : teclado[digitoActual]) {
        GenerarCombinaciones(indice + 1, numeroCelular, palabraActual + letra, listaDePalabras);
    }
}

¿Qué hace cada parte de la función `GenerarCombinaciones`?

Caso base: Si hemos recorrido todos los dígitos, la palabra formada se agrega a nuestra lista de palabras.
Recorrido de letras: Para cada dígito actual, explora todas sus letras posibles y construye la palabra recursivamente.
Recursividad: Llama a la función para el siguiente dígito con la palabra actualizada.

¿Cómo retornar las combinaciones obtenidas?

Finalmente, necesitamos invocar nuestra función principal que configura el proceso y retorna las combinaciones generadas:

std::vector<std::string> ObtenerCombinacionesDeLetras(const std::string& numero) {
    std::vector<std::string> listaDePalabras;
    GenerarCombinaciones(0, numero, "", listaDePalabras);
    return listaDePalabras;
}

Consejos para el futuro

Experimenta con diferentes lenguajes de programación. Cada uno tiene sus peculiaridades y ventajas.
Prueba con entradas variadas para observar cómo el código maneja diferentes casos.
Calcula la complejidad del algoritmo. Es un ejercicio interesante que te ayudará a entender la eficiencia de tu solución.

Con paciencia y práctica, podrás usar estas técnicas para resolver problemas similares y cada vez más complejos. ¡No te detengas y sigue aprendiendo!

Edwin Uldarico Hernandez Osorio

student•

Creo que el for no se va a ejecutar, debió ponerlo fuera de la llave del IF

William Velázquez

student•

Cuál es la complejidad real para este caso? No veo en los comentarios la respuesta como dice la profesora

Alexis Otaño

student•

O(K^n)

Donde K es la cantidad de digitos por cada numero, n la cantidad de numeros.

Complejidad exponencial

Daniel Ortiz

student•

Funciono en java

import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class main {
  private static final  ConcurrentHashMap keyword = new ConcurrentHashMap<Integer, List<String>>();
  private static void combinedLetters(int index, String phone, String current, List<String> result) {
    if (index>=phone.length()) {
     if (!current.equalsIgnoreCase("")) {
         result.add(current);
     }
     return;
    }
    for (String letter : (List<String>)keyword.get(Integer.parseInt(phone.substring(index, index+1)))) {
      combinedLetters(index+1, phone, current+letter, result);
    }

  }

  public static void main(String []args) throws IOException, InterruptedException {
    keyword.put(2, List.of("a", "b", "c"));
    keyword.put(3, List.of("d", "e", "f"));
    keyword.put(4, List.of("g", "h", "i"));
    keyword.put(5, List.of("j", "k", "l"));
    keyword.put(6, List.of("m", "n", "o"));
    keyword.put(7, List.of("p", "q", "r", "s"));
    keyword.put(8, List.of("t", "u", "v"));
    keyword.put(9, List.of("w", "x", "y", "z"));
    List<String> result = new ArrayList<>();
    combinedLetters(0, "23", "", result);
    System.out.println(result);
  }

}

Manuel Juarez

student•

import random
import collections
import time
from typing import List


def generate_numbers(number_length: int, list_length: int) -> List[List[int]]:
    return [[random.randint(0, 9)
             for _ in range(number_length)] for _ in range(list_length)]


def letter_combinations(phone_number):
    phone_dict = {
        1: [" "],
        2: ["a", "b", "c"],
        3: ["d", "e", "f"],
        4: ["g", "h", "i"],
        5: ["g", "h", "i"],
        6: ["m", "n", "o"],
        7: ["p", "q", "r", "s"],
        8: ["t", "u", "v"],
        9: ["w", "x", "y", "z"],
        0: ["+"]
    }
    all_combinations = []
    stack = collections.deque()
    for character in phone_dict[phone_number[0]]:
        stack.append([character])

    while stack:
        chain = stack.pop()
        phone_digit = len(chain)
        if phone_digit < len(phone_number):
            phone_dict_index = phone_number[phone_digit]
            characters = phone_dict[phone_dict_index]
            for character in characters:
                expanded_chain = chain+[character]
                stack.append(expanded_chain)
        else:
            all_combinations.append(chain)
    return all_combinations


def main():
    phone_numbers = generate_numbers(number_length=10, list_length=1)
    print(phone_numbers)
    start = time.time()
    for phone_number in phone_numbers:
        combinations = letter_combinations(phone_number)
        print(len(combinations))
    end = time.time()
    print(f"Total time: {end - start:.4f} seconds")


if __name__ == '__main__':
    main()

Miguel Angel Reyes Moreno

student•

Solución en Python:


from typing import List





class Solution:

&#x20;   def letterCombinations(self, digits: str) -> List\[str]:

&#x20;       combinations = {

&#x20;           2: \['a','b','c'],

&#x20;           3: \['d','e','f'],

&#x20;           4: \['g','h','i'],

&#x20;           5: \['j','k','l'],

&#x20;           6: \['m','n','o'],

&#x20;           7: \['p','q','r','s'],

&#x20;           8: \['t','u','v'],

&#x20;           9: \['w','x','y','z']

&#x20;       }



&#x20;       result = \[]

&#x20;       mixing = \[]



&#x20;       if not digits:

&#x20;           return \[]



&#x20;       def backtrack(index):

&#x20;           if index == len(digits):

&#x20;               result.append("".join(mixing))

&#x20;               return



&#x20;           current\_digit = int(digits\[index])

&#x20;           letters = combinations\[current\_digit]



&#x20;           for letter in letters:

&#x20;               mixing.append(letter)

&#x20;               backtrack(index + 1)

&#x20;               mixing.pop()



&#x20;       backtrack(0)

&#x20;       return result





solution = Solution()

print(solution.letterCombinations("69"))

Fernando Sánchez Mejía

student•

Yo utilizo C/C++ y Python. Como la profesora ya esta usando Python,por eso utilizo C/C++

Generación de combinaciones de letras con teclados numéricos en C++

¿Cómo implementar una solución en C++ para generar combinaciones de letras a partir de números?

¿Cómo estructurar la relación entre números y letras?

¿Cómo generar todas las combinaciones de letras?

¿Qué hace cada parte de la función GenerarCombinaciones?

¿Cómo retornar las combinaciones obtenidas?

Consejos para el futuro

¿Qué hace cada parte de la función `GenerarCombinaciones`?