2022年 11月 9日

Python实现笛卡尔乘积的几种方法

引言:面试的时候面试官出的这道题,当时写的不是太好,面试结束后下来查了一下,发现大部分的博客都是使用工具包来实现,而且大部分的博客内容还都完全一样,连数字都没有变,找了半天也没找到几个有用的博客。其实这也是现在大部分博客的风气,互相抄袭,没有一点自己的思考内容,我都不明白写这样的博客有什么意义。所以自己打算实现一个不使用工具包来解决的方法,于是在别人的博客帮助下,实现了用回溯法来解决笛卡尔乘积,下面是总结一下解决这个问题的几个方法:

1、工具包

  1. from itertools import product
  2. res = list(product(['a','b'],['c'],['d','e','g']))
  3. print(res)

2、递归生成器,此方法参考的是 Python 用递归生成器计算笛卡尔积 | LFhacks.com 这个博客的内容,直接代码复制过来了

  1. def combi(seq):
  2. if not seq:
  3. yield []
  4. else:
  5. for element in seq[0]:
  6. for rest in combi(seq[1:]):
  7. yield [element] + rest

用下面的代码测试

  1. n=[[1,2,3],[4],[5,6,7]]
  2. print list(combi(n))

运行方式为:

  1. 拆出第一个序列,得到1,2,3
  2. 对于1 (暂存结果[1]
  3. 拆出第2个序列,得到4
  4. 对于4 (暂存结果[1, 4]
  5. 拆出第3个序列,得到5,6,7
  6. 对于5 (暂存结果[1, 4, 5]
  7. 拆出第4个序列(空),得到(空)
  8. 5加到(空)前面,返回结果 (返回暂存结果[1, 4, 5]
  9. 对于6 (暂存结果[1, 4, 6]
  10. 拆出第4个序列(空),得到(空)
  11. 6加到(空)前面,返回结果 (返回暂存结果[1, 4, 6]
  12. 对于7 (暂存结果[1, 4, 7]
  13. 拆出第4个序列(空),得到(空)
  14. 7加到(空)前面,返回结果 (返回暂存结果[1, 4, 7]

3、回溯法实现

  1. arr = [['a','b],['c'],['d','e','g']]
  2. res = []
  3. layer = len(arr)
  4. def func(arr,index,temp,layer):
  5. if len(temp)==layer:
  6. res.append(temp[:])
  7. else:
  8. if not arr[index]:
  9. layer -= 1
  10. func(arr, index + 1, temp,layer)
  11. else:
  12. for i in range(len(arr[index])):
  13. temp.append(arr[index][i])
  14. func(arr,index+1,temp,layer)
  15. temp.pop()
  16. func(arr,0,[],layer)
  17. print(res)

这里使用layer的原因是因为防止子列表出现空列表的情况,如果不会出现子列表是空列表的情况,可以在temp的长度等于arr的长度的时候,就把temp添加到结果集合里去

参考:算法系列——输出所有的笛卡尔积组合_BridgeGeorge的博客-CSDN博客_笛卡尔积组合