Python - 从给定字符中生成长度为 K 的组合

从给定字符中生成长度为 K 的组合是指，我们可以使用给定字符创建的、长度正好为 K 的字符组合。在本文中，我们将探讨实现这一目标的几种方法，例如递归、map 和 lambda 函数、itertools 库等。虽然递归和 lambda 函数是自定义函数，但 itertools 提供了生成组合的内置方法。

使用递归

递归是传统的编程技巧之一。在这种技术中，我们尝试将一个大问题分解成更小的子问题，我们的目标是解决这些子问题，最终解决大问题。递归方法有一个基本情况；我们需要执行递归，直到我们到达递归的基本情况。

示例

在下面的示例中，我们创建了一个名为 generate_combinations 的函数，它接收字符和所需序列的长度作为参数。在函数内部，我们首先创建了一个空列表来存储我们的答案。接下来，在该函数中，我们创建了另一个名为 generate_helper 的函数，它将附加长度等于 k 的组合，这些组合是由我们传递给函数的字符生成的。我们返回了该列表。为了测试该函数，我们创建了一个名为 characters 的字符列表，调用了 generate_combinations 函数，并打印了结果。

Open Compiler
def generate_combinations(characters, k):
    combinations_list = []

    def generate_helper(current_combination, remaining_characters):
        if len(current_combination) == k:
            combinations_list.append(current_combination)
            return

        for char in remaining_characters:
            generate_helper(current_combination + char, remaining_characters)

    generate_helper('', characters)
    return combinations_list

characters = ['A', 'B', 'C', 'D', 'E']
k = 2

result = generate_combinations(characters, k)
print(result)

输出

['AA', 'AB', 'AC', 'AD', 'AE', 'BA', 'BB', 'BC', 'BD', 'BE', 'CA', 'CB', 'CC', 'CD', 'CE', 'DA', 'DB', 'DC', 'DD', 'DE', 'EA', 'EB', 'EC', 'ED', 'EE']

使用 itertools 库生成长度为 K 的组合

Python 中的 itertools 库是一个强大的工具，它提供了一些可以有效地组合可迭代对象的函数。该库默认可用；因此，我们不需要单独安装该库。使用该库的优点在于它内存效率高。因此，在处理大型数据时，如果内存效率和性能很重要，我们应该使用该库。

示例

在下面的代码中，我们首先从 Python 的 itertools 库中导入了 product 模块。接下来，我们创建了一个名为 generate_combinations 的函数，它接收字符序列和我们要构建的序列的长度作为参数。在这个函数中，我们使用 product 方法创建了一个可能的组合列表。由于组合是元组，因此我们使用了字符串的 join 方法从列表中提取字符串。

Open Compiler
from itertools import product

def generate_combinations(characters, k):
    combinations_list = list(product(characters, repeat=k))
    combinations_strings = [''.join(comb) for comb in combinations_list]
    return combinations_strings

characters = ['A','B','C','D','E']
k = 2

result = generate_combinations(characters, k)
print(result)

输出

['AA', 'AB', 'AC', 'AD', 'AE', 'BA', 'BB', 'BC', 'BD', 'BE', 'CA', 'CB', 'CC', 'CD', 'CE', 'DA', 'DB', 'DC', 'DD', 'DE', 'EA', 'EB', 'EC', 'ED', 'EE']

Learn Python in-depth with real-world projects through our Python certification course. Enroll and become a certified expert to boost your career.

使用 Map Lambda 函数

lambda 函数是定义函数的一种便捷方式，无需定义函数的名称。当我们想要一个快速的操作，但确定它只会在程序中使用一次时，该函数很有用。因此，当您确定不需要代码的可重用性并且逻辑足够小时，创建 lambda 函数是一个好习惯。

另一方面，Map 将任何函数应用于可迭代对象的所有元素。它接受两个参数：函数的名称和可迭代对象。对于我们的用例，我们可以使用 product 方法生成所有组合，并使用 map 和 lambda 函数从组合中创建一个字符串。

示例

在下面的代码中，我们使用了 itertools 模块的“product”方法。我们创建了 generate_combinations 函数，它接收字符列表和长度 k 作为参数。在函数内部，我们使用 product 方法生成所有组合。我们将序列和输出序列的 k 长度作为参数传递。接下来，我们结合 map 和 lambda 函数将它们转换为字符串序列。最后，我们返回生成的列表。

Open Compiler
from itertools import product

def generate_combinations(characters, k):
    combinations_list = list(product(characters, repeat=k))
    combinations_strings = list(map(lambda comb: ''.join(comb), combinations_list))
    return combinations_strings

characters = ['P','Q','R','S','T']
k = 2

result = generate_combinations(characters, k)
print(result)

输出

['PP', 'PQ', 'PR', 'PS', 'PT', 'QP', 'QQ', 'QR', 'QS', 'QT', 'RP', 'RQ', 'RR', 'RS', 'RT', 'SP', 'SQ', 'SR', 'SS', 'ST', 'TP', 'TQ', 'TR', 'TS', 'TT']

结论

在本文中，我们了解了如何从给定字符中生成长度为 K 的组合。我们可以创建自己的逻辑来执行相同的操作。或者，Python 还为我们提供了多个库来实现此目的。我们可以使用递归技术，其目标是解决问题的较小子集。接下来，我们可以使用 itertools 库的“product”方法。为了方便起见，我们还可以将 lambda 函数和 map 方法与 product 方法结合使用。

更新于: 2023年7月18日

272 次查看

开启你的 职业生涯

通过完成课程获得认证

开始学习
广告