Python itertools.combinations_with_replacement() 替换组合

说明

《Python 教程》持续更新中，提供建议、纠错、催更等加作者微信: gairuo123（备注：pandas教程）和关注公众号「盖若」ID: gairuo。跟作者学习，请进入 Python学习课程。欢迎关注作者出版的书籍：《深入浅出Pandas》和《Python之光》。

itertools.combinations_with_replacement() 是 Python itertools 模块中的一个函数，用于生成给定可迭代对象的所有可能组合，其中每个组合允许包含相同元素的重复。itertools.combinations_with_replacement() 生成一个迭代器，其中包含给定长度 r 的所有可能组合。与 itertools.combinations() 不同，这个函数允许同一个元素在同一个组合中出现多次。

语法

语法为 itertools.combinations_with_replacement(iterable, r) 返回由输入 iterable 中元素组成的长度为 r 的子序列，允许每个元素可重复出现。组合元组会以字典顺序根据所输入 iterable 的顺序发出。因此，如果所输入 iterable 是已排序的，组合元组也将按已排序的顺序生成。不同位置的元素是不同的，即使它们的值相同。因此如果输入中的元素都是不同的话，返回的组合中元素也都会不同。

参数与返回：

iterable：要生成组合的可迭代对象，如列表、元组、字符串等。
r：组合的长度。
返回值：返回一个迭代器，包含给定可迭代对象的所有可能组合，每个组合都是一个元组。

注意事项：

生成的组合顺序与输入的顺序一致。
同一个元素可以在同一个组合中出现多次。

大致相当于：

def combinations_with_replacement(iterable, r):
    # combinations_with_replacement('ABC', 2) --> AA AB AC BB BC CC
    pool = tuple(iterable)
    n = len(pool)
    if not n and r:
        return
    indices = [0] * r
    yield tuple(pool[i] for i in indices)
    while True:
        for i in reversed(range(r)):
            if indices[i] != n - 1:
                break
        else:
            return
        indices[i:] = [indices[i] + 1] * (r - i)
        yield tuple(pool[i] for i in indices)
combinations_with_replacement() 的代码可被改写为 production() 过滤后的子序列，（相对于元素在输入中的位置）元素不是有序的。

def combinations_with_replacement(iterable, r):
    pool = tuple(iterable)
    n = len(pool)
    for indices in product(range(n), repeat=r):
        if sorted(indices) == list(indices):
            yield tuple(pool[i] for i in indices)

当 n > 0 时，返回项个数为 (n+r-1)! / r! / (n-1)!。

例如：

import itertools

it1 = itertools.combinations_with_replacement([1,2,3], r=2)
[*it1]
# [(1, 1), (1, 2), (1, 3), (2, 2), (2, 3), (3, 3)]

it2 = itertools.combinations_with_replacement([1,2,3], r=3)
[*it2]
'''
[(1, 1, 1),
 (1, 1, 2),
 (1, 1, 3),
 (1, 2, 2),
 (1, 2, 3),
 (1, 3, 3),
 (2, 2, 2),
 (2, 2, 3),
 (2, 3, 3),
 (3, 3, 3)]
'''

示例

基本用法

import itertools

data = [1, 2, 3]

# 使用 combinations_with_replacement 生成长度为2的组合
result = itertools.combinations_with_replacement(data, 2)

print(list(result))
# 输出 [(1, 1), (1, 2), (1, 3), (2, 2), (2, 3), (3, 3)]

字符串组合

import itertools

data = 'AB'

# 使用 combinations_with_replacement 生成长度为2的组合
result = itertools.combinations_with_replacement(data, 2)

print(list(result))
# 输出 [('A', 'A'), ('A', 'B'), ('B', 'B')]

应用场景

排列生成：用于生成允许重复的排列，适用于生成所有可能的组合。
概率与统计：在概率与统计分析中，用于生成包含重复元素的组合。
密码分析：在密码分析中，用于生成所有可能的组合，包括重复元素。

实用案例：生成字符组合

假设我们有一个字符列表，我们希望生成该列表的所有可能组合，其中允许字符重复。

示例数据：

chars = ['a', 'b']

目标生成所有可能的字符组合，长度为2：

[('a', 'a'), ('a', 'b'), ('b', 'b')]

实现代码：

import itertools

chars = ['a', 'b']

# 使用 itertools.combinations_with_replacement 生成字符组合
result = itertools.combinations_with_replacement(chars, 2)

print(list(result))  # 输出 [('a', 'a'), ('a', 'b'), ('b', 'b')]

解释：

导入 itertools 模块：使用 import itertools 导入 itertools 模块。
使用 itertools.combinations_with_replacement() 生成组合：itertools.combinations_with_replacement(chars, 2) 生成字符列表 chars 的所有可能组合，组合长度为2，允许重复元素。
打印结果：将迭代器 result 转换为列表并打印结果。

输出结果：

[('a', 'a'), ('a', 'b'), ('b', 'b')]

这个实用案例展示了如何使用 itertools.combinations_with_replacement() 生成一个可迭代对象的所有可能组合，包括重复元素，非常适用于排列生成、概率与统计分析和密码分析的场景。

参数

https://docs.python.org/zh-cn/3/library/itertools.html#itertools.combinations_with_replacement

< combinations() 子组合 Python 标准库 itertools 为高效循环而创建迭代器的函数

更新时间：2024-07-04 08:57:08 标签：python 组合替换组合 itertools