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++

Introducción

Grafos y Árboles: Estructuras de Datos Avanzadas

Estructuras de Datos: Introducción a Árboles y Sus Propiedades

Recursión: Concepto y Aplicaciones Prácticas con Ejemplos

Aplicaciones Prácticas de Grafos en Tecnología e Industria

Representación de Grafos: Matriz y Lista de Adyacencia

DFS

Búsqueda en Profundidad (DFS) en Árboles y Grafos

Implementación de DFS recursivo para búsqueda en árboles

Búsqueda en Profundidad (DFS) para Grafos: Enfoque Iterativo y Recursivo

Recorridos y Profundidad en Árboles Binarios y Enearios

Suma de Caminos en Árboles Binarios

Suma de Números de Raíz a Hoja en Árboles

Playground: Sum Root to Leaf Numbers

Implementación de Algoritmo DFS en Árboles Binarios con Golang

Resolución del Problema de Número de Islas con DFS

Conteo de Islas en Matrices con DFS

Playground: Number of Islands

Implementación de "Número de Islas" con Recursión en Python

Ejercicios Prácticos de Búsqueda en Profundidad (DFS)

Algoritmos de Búsqueda en Profundidad (DFS) en Problemas Comunes

BFS

Algoritmo BFS: Recorrido en Anchura de Grafos y Árboles

Implementación de BFS en Árboles usando Python

Movimiento mínimo de caballo en ajedrez infinito

Resolviendo el Problema Mínimo de Movimiento del Caballo en Ajedrez

Playground: Minimum Knights Moves

Resolución de Problemas de Caballos de Ajedrez con BFS en Python

Propagación de Plagas en Cultivos: Cálculo de Días para Contagio Total

Resolución de Rotting Oranges usando BFS

Playground: Rotting Oranges

Propagación de Plagas en Matrices usando BFS en Java

Construcción de Puentes Cortos entre Islas en Matrices Binarias

Resolución del Problema Shortest Bridge con DFS y BFS

Playground: Shortest Bridge Between Islands

Búsqueda del camino más corto entre islas usando BFS en Python

Búsqueda en anchura: Ejercicios prácticos y aplicaciones

Ejercicios avanzados de búsqueda en anchura (BFS) en programación

Backtrack

Algoritmo Backtracking: Solución de Problemas Complejos

Combinaciones de Letras en Números Telefónicos

Combinaciones de Letras a partir de un Número de Teléfono

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

Playground: Letter Combinations of a Phone Number

Generación de Direcciones IP Válidas a partir de Cadenas Numéricas

Generación de IPs válidas con backtracking en C++

Playground: Restore IP Addresses

Búsqueda de Palabras en Matrices: Solución y Complejidad

Búsqueda de Palabras en Matrices usando Backtracking y DFS

Playgrund: Word Search

Implementación de búsqueda de palabras en matrices con DFS en JavaScript

Resolución del problema de las n reinas en ajedrez

Ejercicios de Backtracking: Combinaciones y Permutaciones

Combinaciones y Permutaciones con Backtracking

Próximos pasos

Algoritmos de Grafos: MIN/MAX-HIP, TRI, Topological Sort y Dijkstra

Algoritmos y Estructuras de Datos en la Ingeniería