Python3+itertools实现排列组合教程

一、说明

本文的直接起因是上周公司的一个比赛用到了排列组合，之前没用过，这里记一记。

本文说的排列组合是借助itertools实现，而不是自己写代码实现。

itertools的其他一些函数还是比较有意思的，所以在最后也会做下简单的介绍。

二、排列组合实现

功能需求	总数算法	实现函数	示例	示例输出
元素可重复使用的排列	n的m次方	product(*iterables, repeat=1)	product('ABCD', repeat=2)	AA AB AC AD BA BB BC BD CA CB CC CD DA DB DC DD
元素不可重复使用的排列	A n m	permutations(iterables, r=None)	permutations('ABCD', 2)	AB AC AD BA BC BD CA CB CD DA DB DC
元素可重复使用的组合	C n m + n	combinations_with_replacement(iterable, r)	combinations_with_replacement('ABCD', 2)	AA AB AC AD BB BC BD CC CD DD
元素不可重复使用的组合	C n m	combinations(iterable, r)	combinations('ABCD', 2)	AB AC AD BC BD CD

 

说明：

1. 上边函数的第一个参数iterables表示可迭代的对象，包括字符串、列表等等。所以排列组合的元素如果不是字母而是字符串也是可以的，如permutations(['AB', 'CD', 'EFG'], 2)。

2. 上边函数的第二个参数都是参与排列组合的元素个数。

三、itertools其他函数

3.1 无穷类函数

功能	实现函数	示例	示例输出
从某个数开始，按给定步长一直数下去	count(start=0, step=1)	count(10, 2)	10 12 14 ...
不断循环输出给出的元素	cycle(iterable)	cycle('ABC')	A B C A B C ...
不断重复/重复给定次数给定元素	repeat(object[, times])	repeat(10, 3)	10 10 10

 

3.2 分组遍历函数---groupby()

假设我们有一个如下字典组成的列表，列表中每个字典记录了每个学生的一门课程成绩，在遍历时我们想先打印A同学的各科成绩，再打印B同学的各科成绩。这时就可借助groupby()函数实现这个需求。

from itertools import groupby

student_score_dict_list = [
    {
        "student_name": "A",
        "course_name": "语文",
        "scores": 80
    },
    {
        "student_name": "B",
        "course_name": "数学",
        "scores": 91
    },
    {
        "student_name": "B",
        "course_name": "语文",
        "scores": 90
    },
    {
        "student_name": "A",
        "course_name": "数学",
        "scores": 81
    },
]

# 定义一个函数，这个函数的作用是传给他一个值，它返回代表这个值的值或表表参与比较等操作
# 如果是列表那就先按第一个排，第一个值相同再按第二个值排
# 用lambda表达示还是用def效果一样的
# 排序使用的选取代表值的方法，我们先以学生名排序，再以课程名排序
# 这里有点小尴尬的是在编码上“数学”比“语文”小，所以“数学”会排前面；如果是数值可以在前面加个负号，字符串还不好处理
sort_key_func = lambda x: (x["student_name"], x["course_name"])
# 分组时使用的选取代表值的方法，我们先以学生名进行分组
groupby_key_func = lambda x: x["student_name"]

sorted_student_score_dict_list = sorted(student_score_dict_list, key=sort_key_func)
groupby_student_score_dict_list = groupby(sorted_student_score_dict_list, key=groupby_key_func)

for student, one_student_score_dict_list in groupby_student_score_dict_list:
    print(f"{student} scores: ")
    for student_score_dict in one_student_score_dict_list:
        print(f"	{student_score_dict['course_name']}: {student_score_dict['scores']}")

实现效果如下：

参考：

https://docs.python.org/3/library/itertools.html#module-itertools