如何从一组列表中得到笛卡尔积(每一种可能的值组合)?

输入:

somelists = [
   [1, 2, 3],
   ['a', 'b'],
   [4, 5]
]

期望的输出:

[(1, 'a', 4), (1, 'a', 5), (1, 'b', 4), (1, 'b', 5), (2, 'a', 4), (2, 'a', 5), ...]

该技术的一个常见应用是避免深度嵌套循环。有关更具体的重复,请参见避免嵌套for循环。

如果你想要一个相同列表与它自身多次相乘的笛卡尔积,itertools。Product可以很好地处理这个问题。参见对列表中的每对元素的操作或生成具有重复的排列。


当前回答

我相信这是可行的:

def cartesian_product(L):  
   if L:
       return {(a,) + b for a in L[0] 
                        for b in cartesian_product(L[1:])}
   else:
       return {()}

其他回答

我会使用列表推导式:

somelists = [
   [1, 2, 3],
   ['a', 'b'],
   [4, 5]
]

cart_prod = [(a,b,c) for a in somelists[0] for b in somelists[1] for c in somelists[2]]

对上面的递归生成器解决方案做了一个可变风格的小修改:

def product_args(*args):
    if args:
        for a in args[0]:
            for prod in product_args(*args[1:]) if args[1:] else ((),):
                yield (a,) + prod

当然,还有一个包装器,它可以使它与解决方案完全相同:

def product2(ar_list):
    """
    >>> list(product(()))
    [()]
    >>> list(product2(()))
    []
    """
    return product_args(*ar_list)

有一个折衷:它检查递归是否应该在每个外部循环上中断,还有一个好处:在空调用时没有yield,例如product(()),我认为这在语义上更正确(参见doctest)。

关于列表推导式:数学定义适用于任意数量的参数,而列表推导式只能处理已知数量的参数。

只是补充一点已经说过的:如果你使用sympy,你可以使用符号而不是字符串,这使得它们在数学上有用。

import itertools
import sympy

x, y = sympy.symbols('x y')

somelist = [[x,y], [1,2,3], [4,5]]
somelist2 = [[1,2], [1,2,3], [4,5]]

for element in itertools.product(*somelist):
  print element

关于sympy。

这是一个递归生成器,它不存储任何临时列表

def product(ar_list):
    if not ar_list:
        yield ()
    else:
        for a in ar_list[0]:
            for prod in product(ar_list[1:]):
                yield (a,)+prod

print list(product([[1,2],[3,4],[5,6]]))

输出:

[(1, 3, 5), (1, 3, 6), (1, 4, 5), (1, 4, 6), (2, 3, 5), (2, 3, 6), (2, 4, 5), (2, 4, 6)]

列表推导式简单明了:

import itertools

somelists = [
   [1, 2, 3],
   ['a', 'b'],
   [4, 5]
]
lst = [i for i in itertools.product(*somelists)]