c++求若干个集合的笛卡尔积

大家都知道求任意两个集合的笛卡尔积一般是如下这种方式

#include <stdio.h>

#define m 3

#define n 2

int main() {

    int i,j;

    char a[m],b[n];

    for (i=0;i<m;i++) scanf("%c",&a[i]);

    getchar();//吃掉


    for (j=0;j<n;j++) scanf("%c",&b[j]);

    printf("集合a：
");

    for (i=0;i<m;i++) printf("%c	",a[i]);

    printf("
集合b：
");

    for (j=0;j<n;j++) printf("%c	",b[j]);

    printf("
{");

    for (i=0;i<m;i++)

        for (j=0;j<n;j++)

            printf("<%c,%c> ",a[i],b[j]);

    printf("}
");

    return 0;

}

例如输入两个集合“ABC”和“12”，结果如下

但是对于一个复杂字符串来说，例如"[A|B|C] D [E|F|G] [M|N]"(“[A|B|C]”代表一个集合，其他类是，集合中的元素用“|”隔开）这种形式的该怎么处理呢？

第一步，熟悉python的同学第一反应当然是利用split方法来处理喽，但是c++中没有split方法，但是提供了strtok函数来处理，方法如下

//分割字符串,spl代表分割规则
int StrSplit(char dst[][80], char* str, const char* spl)
{
    int n = 0;
    char *result = NULL;
    result = strtok(str, spl);
    while (result != NULL)
    {
        strcpy(dst[n++], result);
        result = strtok(NULL, spl);
    }
    return n; //返回分割集合的个数
}

具体调用如下

StrSplit(dst, StrToChArr(m), " ")；//以空格分割

接下来，最关键的方法就是求笛卡尔积了，我们使用STL中的vector来处理，方法如下

//求若干集合的笛卡尔积
string decare(const vector<vector<string>> &sets, string add)
{
    vector<vector<string>> rs;
    int n = sets.size();
    vector<string> tmp;
    string word, result;
    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
        tmp.push_back(sets[i][0]);
    }
    rs.push_back(tmp);
    for (int i = n - 1; i >= 0; --i)
    {
         int nRsSize = rs.size();
        for ( int k = 1; k < sets[i].size(); ++k)
        {
            for ( int j = 0; j < nRsSize; ++j)
            {
                tmp = rs[j];
                tmp[i] = sets[i][k];
                rs.push_back(tmp);
            }
        }
    }
    for (vector<vector<string> >::iterator iter = rs.begin(); iter != rs.end(); iter++)
    {
        word += add;
        for ( int i = 0; i < (*iter).size(); i++)
        {
            word += (*iter)[i] + " ";//词之间添加空格
        }
        if (iter != rs.end() - 1) {
            word += "
";//末尾不需要换行
        }
        else {
            word += "";
        }
    }
    return word;
}

完整程序如下

#include"stdafx.h"
#include "fstream"
#include "vector"
#include "string"
#include "algorithm"
#include "regex"
#include "iterator"
#include "iostream"
#include "windows.h"
#include "wchar.h"
#include "io.h"
#include "stdlib.h"
#include "vector"
#include "set"
//#define TXT_NAME "word.xml"//保存合并后的xml结果
using namespace std;
//utf8转string
std::string UTF8_To_string(const std::string & str)
{
    int nwLen = MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, str.c_str(), -1, NULL, 0);

    wchar_t * pwBuf = new wchar_t[nwLen + 1];
    memset(pwBuf, 0, nwLen * 2 + 2);

    MultiByteToWideChar(CP_UTF8, 0, str.c_str(), str.length(), pwBuf, nwLen);

    int nLen = WideCharToMultiByte(CP_ACP, 0, pwBuf, -1, NULL, NULL, NULL, NULL);

    char * pBuf = new char[nLen + 1];
    memset(pBuf, 0, nLen + 1);

    WideCharToMultiByte(CP_ACP, 0, pwBuf, nwLen, pBuf, nLen, NULL, NULL);

    std::string retStr = pBuf;

    delete[]pBuf;
    delete[]pwBuf;

    pBuf = NULL;
    pwBuf = NULL;

    return retStr;
}

//分隔字符串
int StrSplit(char dst[][80], char* str, const char* spl)
{
    int n = 0;
    char *result = NULL;
    result = strtok(str, spl);
    while (result != NULL)
    {
        strcpy(dst[n++], result);
        result = strtok(NULL, spl);
    }
    return n;
}

//判断是否需要做分隔处理
bool IncludeCh(char str[], char ch) {
    int i;
    bool has = false;
    for (i = 0; str[i]; ++i) {
        if (str[i] == ch)
            return true;
    }
    return false;
}
//string转化成char数组
char* StrToChArr(string src)
{
    char *dst = new char[255];
    int i;
    for (i = 0; i < src.length(); i++)
        dst[i] = src[i];
    dst[i] = '';
    return dst;
}
//求若干集合的笛卡尔积
string decare(const vector<vector<string>> &sets, string add)
{
    vector<vector<string>> rs;
    int n = sets.size();
    vector<string> tmp;
    string word, result;
    for (int i = 0; i < n; ++i)
    {
        tmp.push_back(sets[i][0]);
    }
    rs.push_back(tmp);
    for (int i = n - 1; i >= 0; --i)
    {
        int nRsSize = rs.size();
        for (int k = 1; k < sets[i].size(); ++k)
        {
            for (int j = 0; j < nRsSize; ++j)
            {
                tmp = rs[j];
                tmp[i] = sets[i][k];
                rs.push_back(tmp);
            }
        }
    }
    for (vector<vector<string> >::iterator iter = rs.begin(); iter != rs.end(); iter++)
    {
        word += add;
        for (int i = 0; i < (*iter).size(); i++)
        {
            word += (*iter)[i] + " ";//词之间添加空格
        }
        if (iter != rs.end() - 1) {
            word += "
";//末尾不需要换行
        }
        else {
            word += "";
        }
    }
    return word;
}
//输出笛卡尔积结果保存到文件, add为扩充词
string  Descarte(string m, string add)
{
    vector<vector<string>> charSet;
    vector<string> tmp[100];
    char dst[10][80];
    int k = StrSplit(dst, StrToChArr(m), " ");//第一次分隔，得到 "[A|B|C]"、"D" 、"[E|F|G]""[M|N]"4组数据
    char dsts[10][80];
    for (int m = 0; m < k; m++)
    {
        int u = StrSplit(dsts, dst[m], "|[]");//第二次分隔，得到每组数据中的具体值，例如"[A|B|C]"中的"A"、"B"、"C"
        for (int f = 0; f < u; f++) {
            tmp[m].push_back(dsts[f]);
        }
        charSet.push_back(tmp[m]);
    }
    return decare(charSet, add);
}


int  main() {
    string m = "[A|B|C] D [E|F|G] [M|N]";
    if (IncludeCh(StrToChArr(m), '[') && IncludeCh(StrToChArr(m), ']')) {
        cout << Descarte(m, "") << endl;
    }
    system("pause");
    return 0;

}

如果您使用VS,在编译时往往会出现以下错误

This function or variable may be unsafe. Consider using strcpy_s instead. To disable deprecation, use _CRT_SECURE_NO_WARNINGS. See online help for details.

原因是Visual C++ 2012 以上版本使用了更加安全的 run-time library routines 。新的Security CRT functions（就是那些带有“_s”后缀的函数）

解决办法是即在预编译头文件 stdafx.h 里加入下面两句：

#define _CRT_SECURE_NO_DEPRECATE

#define _CRT_SECURE_CPP_OVERLOAD_STANDARD_NAMES 1

注意这两句话的位置要在没有include任何头文件之前

修改后的完整stdafx.h如下

// stdafx.h : 标准系统包含文件的包含文件，
// 或是经常使用但不常更改的
// 特定于项目的包含文件
//

#pragma once
//消除his function or variable may be unsafe警告
#define _CRT_SECURE_NO_DEPRECATE

#define _CRT_SECURE_CPP_OVERLOAD_STANDARD_NAMES 1
#include "targetver.h"

#include <stdio.h>
#include <tchar.h>



// TODO:  在此处引用程序需要的其他头文件

接下来看下运行结果

换一个简单一点的字符串，比如“[A|B] [C|D]”（注意集合直接要有空格）

结果如下，ok