Java 配列の中身を変化させたい

Question

前提・実現したいこと

・Java使用
・要素15個の1次元配列
・配列の中身の値は0，1のみを扱う
・15個の要素を0，1の組み合わせで全通り出力したい
例えば
100000000000000
010000000000000
001000000000000
・
・
・
要素が15個のため、32768通りになると思われる。

該当のソースコード

int A[] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
for(int a=0; a < A.length; a++){
			
		}

試したこと

恥ずかしながら、A[a]=1;を入力し配列Aを全て1にしただけです。
上記のコードからまた、for文を使うのではないかと考えていますが、そこからどのように書けば良いのか不明です。
配列の中身の変更は具体的な数値をArray[i]＝○、のような形で入れるものばかりで、中身をfor文で回して変化させていくものが見つかりませんでした。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

eclipseで開発しています。

Comments

[dodox86]

32768通りの組み合わせを列挙する方法と配列にそれぞれの値を納める方法は別に考えるべきでは。
32768通り組み合わせを列挙する方法が思い付くのであれば、それをコードで表現するだけです。必ずしも配列にしなくてもよいはず。（既に回答をいただいていますね）

Answer 1

・15個の要素を0，1の組み合わせで全通り出力したい

これだけなら、配列自体が不要なのではないでしょうか。0～32767までをforループで回してはそれぞれの数を2進法に変換して表示、だけで済むかと思います。

Answer 2

15個の要素を0，1の組み合わせで全通り出力したい

冪集合を作るときによくやるのは、15ビットを用意。n番目の要素を集合に含むか含まないかをビットの(1,0)で表す。全パターンを得るために、15ビットの符号無し整数を、単純に2^15 - 1回カウントアップします。

2進数のインクリメント

配列A全体で15ビットの2進数を表現する。A[0]を最上位桁、A[14]を最下位桁とするなら、以下のループで1回のインクリメントをエミュレートします。

  for (int j = A.length - 1, carry = 1; j >= 0 && carry == 1; --j) {
    int c2 = A[j] & carry;
    A[j] ^= carry;
   carry = c2;
  }

インクリメントにはビット演算のAND(&)とXOR(^)を使います。carryは桁上げ出力。1加算するためcarryの初期値を1にしています。加算器

全パターンを作るには整数をインクリメントするのが一般的ですが、配列を使うということなので加算器をエミュレートしました。

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整数のインクリメント

整数のインクリメントの例を追記しておきます。配列のサイズが31を超えることがあるでしょうから、汎用性を考慮してjava.math.BigIntegerを利用する例をあげます。意外と早いです。

import java.math.BigInteger;
import java.util.Arrays;

public class BitPattern_ {

  public static void main(String[] args) {
    bitPattern(15);
  }
  
  static BigInteger TWO = BigInteger.ONE.add(BigInteger.ONE);
  
  static void bitPattern(int size) {
    int[] A = new int[size];
    var MAX = TWO.pow(size);   
    for (var n = BigInteger.ZERO; n.compareTo(MAX) < 0; n = n.add(BigInteger.ONE)) {
      for (int i = 0; i < size; ++i) A[i] = (n.testBit(i)) ? 1 : 0;
      System.out.println(Arrays.toString(A));
    }
  }

}

Answer 3

配列を使わずにできますが、どうしても配列を使いたいのなら、
配列の先頭から順に 0 と 1 を入れて、残りに 0 と 1 を入れるメソッドを
再帰呼出しすればよいでしょう。

class Main {
	final int n = 5; // n = 15
	int[] a = new int[n];

	public static void main(String[] args) { new Main().gen(0); }

	void gen(int i) {
		if (i == n) {
			for (i = 0; i < n; i++) System.out.print(a[i]);
			System.out.println();
		}
		else {
			a[i] = 0; gen(i+1);
			a[i] = 1; gen(i+1);
		}
	}
}