我有一个包含15个数字的列表,我需要编写一些代码来生成这些数字的所有32,768种组合。

我已经找到了一些代码(通过谷歌搜索),显然做了我正在寻找的,但我发现代码相当不透明,并谨慎使用它。而且我觉得肯定有更优雅的解决方案。

我唯一想到的就是循环十进制整数1-32768并将其转换为二进制,并使用二进制表示作为筛选器来挑选适当的数字。

有人知道更好的办法吗?使用map(),也许?


当前回答

正如James Brady提到的,你的itertools.combination是一个键。但这并不是一个完整的解决方案。

解决方案1

import itertools
def all(lst):
    # ci is a bitmask which denotes particular combination,
    # see explanation below
    for ci in range(1, 2**len(lst)):
        yield tuple(itertools.compress(
            lst,
            [ci & (1<<k) for k in  range(0, len(lst))]
        ))

解决方案2

import itertools
def all_combs(lst):
    for r in range(1, len(lst)+1):
        for comb in itertools.combinations(lst, r):
            yield comb

例子

>>> list(all_combs([1,2,3]))
[(1,), (2,), (3,), (1, 2), (1, 3), (2, 3), (1, 2, 3)]
>>> len(list(all_combs([1,2,3])))
7
>>> len(list(all_combs(range(0, 15))))
32767
>>> list(all([1,2,3]))
[(1,), (2,), (1, 2), (3,), (1, 3), (2, 3), (1, 2, 3)]
>>> len(list(all(range(15))))
32767

解释

假设数组A的长度为N,让长度为N的位掩码B表示一个特定的组合C。如果B[i]是1,那么A[i]属于组合C。

方案1说明

所以我们可以遍历所有的位掩码并用这个位掩码过滤源数组A,这可以通过itertools。compress来完成。

方案2说明

...或者,我们可以用组合来表示

现在我们需要考虑这样的情况,当B中只有一个1,然后只有两个1,等等。每种情况都属于特定的组合。 因此,一旦我们组合所有的组合集,我们将得到所有的子序列。

同样,很明显,在这种情况下,所有可能的组合的数量是2^N - 1。当所有B[i]都为零时,我们省略大小写,因为我们假设空集不是一个组合。否则,就不要减去1。

其他回答

In comments under the highly upvoted answer by @Dan H, mention is made of the powerset() recipe in the itertools documentation—including one by Dan himself. However, so far no one has posted it as an answer. Since it's probably one of the better if not the best approach to the problem—and given a little encouragement from another commenter, it's shown below. The function produces all unique combinations of the list elements of every length possible (including those containing zero and all the elements).

注意:如果略有不同,目标是只获得唯一元素的组合,将s = list(iterable)一行更改为s = list(set(iterable))以消除任何重复的元素。无论如何,iterable最终被转换为列表这一事实意味着它将与生成器一起工作(与其他几个答案不同)。

from itertools import chain, combinations

def powerset(iterable):
    "powerset([1,2,3]) --> () (1,) (2,) (3,) (1,2) (1,3) (2,3) (1,2,3)"
    s = list(iterable)  # allows duplicate elements
    return chain.from_iterable(combinations(s, r) for r in range(len(s)+1))

stuff = [1, 2, 3]
for i, combo in enumerate(powerset(stuff), 1):
    print('combo #{}: {}'.format(i, combo))

输出:

combo #1: ()
combo #2: (1,)
combo #3: (2,)
combo #4: (3,)
combo #5: (1, 2)
combo #6: (1, 3)
combo #7: (2, 3)
combo #8: (1, 2, 3)

我知道使用itertools来获得所有的组合要实际得多,但是如果你碰巧想要,假设你想要编写很多代码,你可以只使用列表理解来部分实现这一点

对于两对组合:

lambda l: [(a, b) for i, a in enumerate(l) for b in l[i+1:]]

而且,对于三对组合,它是这样简单的:

lambda l: [(a, b, c) for i, a in enumerate(l) for ii, b in enumerate(l[i+1:]) for c in l[i+ii+2:]]

结果和使用itertools.combination是一样的:

import itertools
combs_3 = lambda l: [
    (a, b, c) for i, a in enumerate(l) 
    for ii, b in enumerate(l[i+1:]) 
    for c in l[i+ii+2:]
]
data = ((1, 2), 5, "a", None)
print("A:", list(itertools.combinations(data, 3)))
print("B:", combs_3(data))
# A: [((1, 2), 5, 'a'), ((1, 2), 5, None), ((1, 2), 'a', None), (5, 'a', None)]
# B: [((1, 2), 5, 'a'), ((1, 2), 5, None), ((1, 2), 'a', None), (5, 'a', None)]

还可以使用more_itertools包中的powerset函数。

from more_itertools import powerset

l = [1,2,3]
list(powerset(l))

# [(), (1,), (2,), (3,), (1, 2), (1, 3), (2, 3), (1, 2, 3)]

我们也可以验证,它满足OP的要求

from more_itertools import ilen

assert ilen(powerset(range(15))) == 32_768

我同意Dan H的观点,Ben确实要求所有的组合。itertools.combination()不会给出所有的组合。

另一个问题是,如果输入iterable很大,返回一个生成器而不是列表中的所有内容可能会更好:

iterable = range(10)
for s in xrange(len(iterable)+1):
  for comb in itertools.combinations(iterable, s):
    yield comb

下面是itertools.combination的两个实现

返回一个列表的函数

def combinations(lst, depth, start=0, items=[]):
    if depth <= 0:
        return [items]
    out = []
    for i in range(start, len(lst)):
        out += combinations(lst, depth - 1, i + 1, items + [lst[i]])
    return out

一个返回一个生成器

def combinations(lst, depth, start=0, prepend=[]):
    if depth <= 0:
        yield prepend
    else:
        for i in range(start, len(lst)):
            for c in combinations(lst, depth - 1, i + 1, prepend + [lst[i]]):
                yield c

请注意,建议为它们提供一个helper函数,因为prepend参数是静态的,不会随着每次调用而改变

print([c for c in combinations([1, 2, 3, 4], 3)])
# [[1, 2, 3], [1, 2, 4], [1, 3, 4], [2, 3, 4]]

# get a hold of prepend
prepend = [c for c in combinations([], -1)][0]
prepend.append(None)

print([c for c in combinations([1, 2, 3, 4], 3)])
# [[None, 1, 2, 3], [None, 1, 2, 4], [None, 1, 3, 4], [None, 2, 3, 4]]

这是一个很肤浅的例子,但小心为妙