循环浏览大型2D阵列的每个组合

Question

在我的程序中，我有一个二维对象数组，例如：

Component[,] layout = new Component[19,16];

关于组件可以有3种可能。

0 - Empty
1 - Cell
2 - Vent

我需要以编程方式为此二维数组生成可能的排列，然后通过一个方法运行它，然后生成下一个排列。

我需要生成所有可能的排列，而不必两次获得相同的排列。

我将使用嵌套的for循环，但是这需要彼此嵌套304个循环，而我宁愿不这样做。

目前，我正在使用以下内容：

for (int i = 0; i < width; i++)
        {
            for (int j = 0; j < height; j++)
            {
                Component comp;
                int rand = rng.Next(0, 3);

                switch (rand)
                {
                    case 1:
                        comp = Component.Cell;
                        break;
                    case 2:
                        comp = Component.Vent;
                        break;
                    default:
                        comp = null;
                        break;
                }

                Components[i, j] = comp;
            }
        }

（rng是RNGCryptoServiceProvider的自定义处理程序）

该代码仅生成随机排列，但无法检查该排列是否之前已生成，因此我不希望存储所有先前使用的排列的列表。

有什么合理的方法可以做到这一点吗？

编辑：查看评论后，根据该程序的预期用途，我认为遗传算法实际上是进行此操作的最佳方法。

Answer 1

我会考虑一种遗传算法，因为搜索所有可能选项的整个空间是不可行的。

基本方法是：

• 随机选择一个开始状态（在执行操作时）
• 生成X个子状态，这些状态对起始状态的影响很小。 扰动只是父状态的很小变化。 例如随机更改少量单元格
• 从这组儿童中选出“最佳”
• 重复

当您发现代代相传的改进低于某个阈值时，通常会停下来。

该算法当然依赖于具有“最佳度”的数值来对每个孩子以及每个孩子进行比较。

使用此算法执行搜索通常非常快。 但是您必须记住，您正在做的所有事情就是找到局部最大值，即靠近起始解决方案的局部最佳解决方案。 因此，通常您会使用不同的起始解决方案一次又一次地运行计算。

就像降落在丘陵景观中的任意点，然后只向上走一样。 您最终会到达山顶，而且通常很快就会到达山顶-但它可能不是整个山脉的最高峰。

但是，如果您对“最佳状态”的度量在所有可能状态的空间中的位置没有合理地平稳变化，则此方法将无效。 想象一下一个杂乱的，锯齿状的景观，垂直壁上有悬崖，少量移动可能不会产生接近的“最佳”价值。

Answer 2

您的2D数组19by16也可以表示为长度为19x16 = 304的1D数组，因此，如果我正确理解，您需要生成例如长度为304的字符串，其中单个字符的所有可能值均为0或1或2即可生成此简单字符您可以确定不会两次得到相同的结果。 生成简单的任务以将其填充到2D数组后