Як розділити список на пари всіма можливими способами

Question 1

У мене є список (скажімо, 6 елементів для простоти)

L = [0, 1, 2, 3, 4, 5]

і я хочу поділити його на пари ВСІМИ можливими способами. Я показую деякі конфігурації:

[(0, 1), (2, 3), (4, 5)]
[(0, 1), (2, 4), (3, 5)]
[(0, 1), (2, 5), (3, 4)]

і так далі. Тут (a, b) = (b, a)і порядок пар не важливий, тобто

[(0, 1), (2, 3), (4, 5)] = [(0, 1), (4, 5), (2, 3)]

Загальна кількість таких конфігурацій - це 1*3*5*...*(N-1)де Nє довжина мого списку.

Як я можу написати генератор на Python, який надає мені всі можливі конфігурації для довільної N?

Question 2

Погляньте на itertools.combinations.

matt@stanley:~$ python
Python 2.6.5 (r265:79063, Apr 16 2010, 13:57:41) 
[GCC 4.4.3] on linux2
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> import itertools
>>> list(itertools.combinations(range(6), 2))
[(0, 1), (0, 2), (0, 3), (0, 4), (0, 5), (1, 2), (1, 3), (1, 4), (1, 5), (2, 3), (2, 4), (2, 5), (3, 4), (3, 5), (4, 5)]

Question 3

Я не думаю, що в стандартній бібліотеці є якась функція, яка виконує саме те, що вам потрібно. Одне лише використання itertools.combinationsможе дати вам список усіх можливих окремих пар, але насправді не вирішує проблему всіх дійсних комбінацій пар.

Ви можете легко вирішити це за допомогою:

import itertools
def all_pairs(lst):
    for p in itertools.permutations(lst):
        i = iter(p)
        yield zip(i,i)

Але це дасть вам дублікати, оскільки вони розглядають (a, b) та (b, a) як різні, а також дають усі впорядкування пар. Врешті-решт, я зрозумів, що це легше кодувати з нуля, ніж намагатися фільтрувати результати, тому ось правильна функція.

def all_pairs(lst):
    if len(lst) < 2:
        yield []
        return
    if len(lst) % 2 == 1:
        # Handle odd length list
        for i in range(len(lst)):
            for result in all_pairs(lst[:i] + lst[i+1:]):
                yield result
    else:
        a = lst[0]
        for i in range(1,len(lst)):
            pair = (a,lst[i])
            for rest in all_pairs(lst[1:i]+lst[i+1:]):
                yield [pair] + rest

Він є рекурсивним, тому він буде стикатися з проблемами стека з довгим списком, але в іншому випадку робить те, що вам потрібно.

>>> для x у всіх_парах ([0,1,2,3,4,5]):
    друк x

[(0, 1), (2, 3), (4, 5)]
[(0, 1), (2, 4), (3, 5)]
[(0, 1), (2, 5), (3, 4)]
[(0, 2), (1, 3), (4, 5)]
[(0, 2), (1, 4), (3, 5)]
[(0, 2), (1, 5), (3, 4)]
[(0, 3), (1, 2), (4, 5)]
[(0, 3), (1, 4), (2, 5)]
[(0, 3), (1, 5), (2, 4)]
[(0, 4), (1, 2), (3, 5)]
[(0, 4), (1, 3), (2, 5)]
[(0, 4), (1, 5), (2, 3)]
[(0, 5), (1, 2), (3, 4)]
[(0, 5), (1, 3), (2, 4)]
[(0, 5), (1, 4), (2, 3)]

Question 4

Як щодо цього:

items = ["me", "you", "him"]
[(items[i],items[j]) for i in range(len(items)) for j in range(i+1, len(items))]

[('me', 'you'), ('me', 'him'), ('you', 'him')]

або

items = [1, 2, 3, 5, 6]
[(items[i],items[j]) for i in range(len(items)) for j in range(i+1, len(items))]

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

Question 5

Концептуально схожа на відповідь @ shang, але вона не передбачає, що групи мають розмір 2:

import itertools

def generate_groups(lst, n):
    if not lst:
        yield []
    else:
        for group in (((lst[0],) + xs) for xs in itertools.combinations(lst[1:], n-1)):
            for groups in generate_groups([x for x in lst if x not in group], n):
                yield [group] + groups

pprint(list(generate_groups([0, 1, 2, 3, 4, 5], 2)))

Це дає:

[[(0, 1), (2, 3), (4, 5)],
 [(0, 1), (2, 4), (3, 5)],
 [(0, 1), (2, 5), (3, 4)],
 [(0, 2), (1, 3), (4, 5)],
 [(0, 2), (1, 4), (3, 5)],
 [(0, 2), (1, 5), (3, 4)],
 [(0, 3), (1, 2), (4, 5)],
 [(0, 3), (1, 4), (2, 5)],
 [(0, 3), (1, 5), (2, 4)],
 [(0, 4), (1, 2), (3, 5)],
 [(0, 4), (1, 3), (2, 5)],
 [(0, 4), (1, 5), (2, 3)],
 [(0, 5), (1, 2), (3, 4)],
 [(0, 5), (1, 3), (2, 4)],
 [(0, 5), (1, 4), (2, 3)]]

Question 6

Мій бос, мабуть, не буде радий, що я витратив трохи часу на цю веселу проблему, але ось гарне рішення, яке не потребує рекурсії та використання itertools.product. Це пояснюється в документі :). Результати здаються нормальними, але я не надто перевіряв їх.

import itertools


def all_pairs(lst):
    """Generate all sets of unique pairs from a list `lst`.

    This is equivalent to all _partitions_ of `lst` (considered as an indexed
    set) which have 2 elements in each partition.

    Recall how we compute the total number of such partitions. Starting with
    a list

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

    one takes off the first element, and chooses its pair [from any of the
    remaining 5].  For example, we might choose our first pair to be (1, 4).
    Then, we take off the next element, 2, and choose which element it is
    paired to (say, 3). So, there are 5 * 3 * 1 = 15 such partitions.

    That sounds like a lot of nested loops (i.e. recursion), because 1 could
    pick 2, in which case our next element is 3. But, if one abstracts "what
    the next element is", and instead just thinks of what index it is in the
    remaining list, our choices are static and can be aided by the
    itertools.product() function.
    """
    N = len(lst)
    choice_indices = itertools.product(*[
        xrange(k) for k in reversed(xrange(1, N, 2)) ])

    for choice in choice_indices:
        # calculate the list corresponding to the choices
        tmp = lst[:]
        result = []
        for index in choice:
            result.append( (tmp.pop(0), tmp.pop(index)) )
        yield result

ура!

Question 7

Спробуйте наступну рекурсивну функцію генератора:

def pairs_gen(L):
    if len(L) == 2:
        yield [(L[0], L[1])]
    else:
        first = L.pop(0)
        for i, e in enumerate(L):
            second = L.pop(i)
            for list_of_pairs in pairs_gen(L):
                list_of_pairs.insert(0, (first, second))
                yield list_of_pairs
            L.insert(i, second)
        L.insert(0, first)

Приклад використання:

>>> for pairs in pairs_gen([0, 1, 2, 3, 4, 5]):
...     print pairs
...
[(0, 1), (2, 3), (4, 5)]
[(0, 1), (2, 4), (3, 5)]
[(0, 1), (2, 5), (3, 4)]
[(0, 2), (1, 3), (4, 5)]
[(0, 2), (1, 4), (3, 5)]
[(0, 2), (1, 5), (3, 4)]
[(0, 3), (1, 2), (4, 5)]
[(0, 3), (1, 4), (2, 5)]
[(0, 3), (1, 5), (2, 4)]
[(0, 4), (1, 2), (3, 5)]
[(0, 4), (1, 3), (2, 5)]
[(0, 4), (1, 5), (2, 3)]
[(0, 5), (1, 2), (3, 4)]
[(0, 5), (1, 3), (2, 4)]
[(0, 5), (1, 4), (2, 3)]

Question 8

Нерекурсивна функція для пошуку всіх можливих пар, де порядок не має значення, тобто (a, b) = (b, a)

def combinantorial(lst):
    count = 0
    index = 1
    pairs = []
    for element1 in lst:
        for element2 in lst[index:]:
            pairs.append((element1, element2))
        index += 1

    return pairs

Оскільки він не рекурсивний, ви не будете мати проблем із пам’яттю з довгими списками.

Приклад використання:

my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
print(combinantorial(my_list))
>>>
[(1, 2), (1, 3), (1, 4), (1, 5), (2, 3), (2, 4), (2, 5), (3, 4), (3, 5), (4, 5)]

Question 9

Я створив невеликий набір тестів для всіх сумісних рішень. Мені довелося трохи змінити функції, щоб змусити їх працювати в Python 3. Цікаво, що найшвидша функція в PyPy - це найповільніша функція в Python 2/3 в деяких випадках.

import itertools 
import time
from collections import OrderedDict

def tokland_org(lst, n):
    if not lst:
        yield []
    else:
        for group in (((lst[0],) + xs) for xs in itertools.combinations(lst[1:], n-1)):
            for groups in tokland_org([x for x in lst if x not in group], n):
                yield [group] + groups

tokland = lambda x: tokland_org(x, 2)

def gatoatigrado(lst):
    N = len(lst)
    choice_indices = itertools.product(*[
        range(k) for k in reversed(range(1, N, 2)) ])

    for choice in choice_indices:
        # calculate the list corresponding to the choices
        tmp = list(lst)
        result = []
        for index in choice:
            result.append( (tmp.pop(0), tmp.pop(index)) )
        yield result

def shang(X):
    lst = list(X)
    if len(lst) < 2:
        yield lst
        return
    a = lst[0]
    for i in range(1,len(lst)):
        pair = (a,lst[i])
        for rest in shang(lst[1:i]+lst[i+1:]):
            yield [pair] + rest

def smichr(X):
    lst = list(X)
    if not lst:
        yield [tuple()]
    elif len(lst) == 1:
        yield [tuple(lst)]
    elif len(lst) == 2:
        yield [tuple(lst)]
    else:
        if len(lst) % 2:
            for i in (None, True):
                if i not in lst:
                    lst = lst + [i]
                    PAD = i
                    break
            else:
                while chr(i) in lst:
                    i += 1
                PAD = chr(i)
                lst = lst + [PAD]
        else:
            PAD = False
        a = lst[0]
        for i in range(1, len(lst)):
            pair = (a, lst[i])
            for rest in smichr(lst[1:i] + lst[i+1:]):
                rv = [pair] + rest
                if PAD is not False:
                    for i, t in enumerate(rv):
                        if PAD in t:
                            rv[i] = (t[0],)
                            break
                yield rv

def adeel_zafar(X):
    L = list(X)
    if len(L) == 2:
        yield [(L[0], L[1])]
    else:
        first = L.pop(0)
        for i, e in enumerate(L):
            second = L.pop(i)
            for list_of_pairs in adeel_zafar(L):
                list_of_pairs.insert(0, (first, second))
                yield list_of_pairs
            L.insert(i, second)
        L.insert(0, first)

if __name__ =="__main__":
    import timeit
    import pprint

    candidates = dict(tokland=tokland, gatoatigrado=gatoatigrado, shang=shang, smichr=smichr, adeel_zafar=adeel_zafar)

    for i in range(1,7):
        results = [ frozenset([frozenset(x) for x in candidate(range(i*2))]) for candidate in candidates.values() ]
        assert len(frozenset(results)) == 1

    print("Times for getting all permutations of sets of unordered pairs consisting of two draws from a 6-element deck until it is empty")
    times = dict([(k, timeit.timeit('list({0}(range(6)))'.format(k), setup="from __main__ import {0}".format(k), number=10000)) for k in candidates.keys()])
    pprint.pprint([(k, "{0:.3g}".format(v)) for k,v in OrderedDict(sorted(times.items(), key=lambda t: t[1])).items()])

    print("Times for getting the first 2000 permutations of sets of unordered pairs consisting of two draws from a 52-element deck until it is empty")
    times = dict([(k, timeit.timeit('list(islice({0}(range(52)), 800))'.format(k), setup="from itertools import islice; from __main__ import {0}".format(k), number=100)) for k in candidates.keys()])
    pprint.pprint([(k, "{0:.3g}".format(v)) for k,v in OrderedDict(sorted(times.items(), key=lambda t: t[1])).items()])

    """
    print("The 10000th permutations of the previous series:")
    gens = dict([(k,v(range(52))) for k,v in candidates.items()])
    tenthousands = dict([(k, list(itertools.islice(permutations, 10000))[-1]) for k,permutations in gens.items()])
    for pair in tenthousands.items():
        print(pair[0])
        print(pair[1])
    """

Всі вони, здається, генерують абсолютно однаковий порядок, тому набори не потрібні, але таким чином це підтвердження в майбутньому. Я трохи експериментував з перетворенням Python 3, не завжди зрозуміло, де побудувати список, але я спробував кілька альтернатив і обрав найшвидший.

Ось базові результати:

% echo "pypy"; pypy all_pairs.py; echo "python2"; python all_pairs.py; echo "python3"; python3 all_pairs.py
pypy
Times for getting all permutations of sets of unordered pairs consisting of two draws from a 6-element deck until it is empty
[('gatoatigrado', '0.0626'),
 ('adeel_zafar', '0.125'),
 ('smichr', '0.149'),
 ('shang', '0.2'),
 ('tokland', '0.27')]
Times for getting the first 2000 permutations of sets of unordered pairs consisting of two draws from a 52-element deck until it is empty
[('gatoatigrado', '0.29'),
 ('adeel_zafar', '0.411'),
 ('smichr', '0.464'),
 ('shang', '0.493'),
 ('tokland', '0.553')]
python2
Times for getting all permutations of sets of unordered pairs consisting of two draws from a 6-element deck until it is empty
[('gatoatigrado', '0.344'),
 ('adeel_zafar', '0.374'),
 ('smichr', '0.396'),
 ('shang', '0.495'),
 ('tokland', '0.675')]
Times for getting the first 2000 permutations of sets of unordered pairs consisting of two draws from a 52-element deck until it is empty
[('adeel_zafar', '0.773'),
 ('shang', '0.823'),
 ('smichr', '0.841'),
 ('tokland', '0.948'),
 ('gatoatigrado', '1.38')]
python3
Times for getting all permutations of sets of unordered pairs consisting of two draws from a 6-element deck until it is empty
[('gatoatigrado', '0.385'),
 ('adeel_zafar', '0.419'),
 ('smichr', '0.433'),
 ('shang', '0.562'),
 ('tokland', '0.837')]
Times for getting the first 2000 permutations of sets of unordered pairs consisting of two draws from a 52-element deck until it is empty
[('smichr', '0.783'),
 ('shang', '0.81'),
 ('adeel_zafar', '0.835'),
 ('tokland', '0.969'),
 ('gatoatigrado', '1.3')]
% pypy --version
Python 2.7.12 (5.6.0+dfsg-0~ppa2~ubuntu16.04, Nov 11 2016, 16:31:26)
[PyPy 5.6.0 with GCC 5.4.0 20160609]
% python3 --version
Python 3.5.2

Тож я кажу, ідіть із розчином gatoatigrado.

Question 10

def f(l):
    if l == []:
        yield []
        return
    ll = l[1:]
    for j in range(len(ll)):
        for end in f(ll[:j] + ll[j+1:]):
            yield [(l[0], ll[j])] + end

Використання:

for x in f([0,1,2,3,4,5]):
    print x

>>> 
[(0, 1), (2, 3), (4, 5)]
[(0, 1), (2, 4), (3, 5)]
[(0, 1), (2, 5), (3, 4)]
[(0, 2), (1, 3), (4, 5)]
[(0, 2), (1, 4), (3, 5)]
[(0, 2), (1, 5), (3, 4)]
[(0, 3), (1, 2), (4, 5)]
[(0, 3), (1, 4), (2, 5)]
[(0, 3), (1, 5), (2, 4)]
[(0, 4), (1, 2), (3, 5)]
[(0, 4), (1, 3), (2, 5)]
[(0, 4), (1, 5), (2, 3)]
[(0, 5), (1, 2), (3, 4)]
[(0, 5), (1, 3), (2, 4)]
[(0, 5), (1, 4), (2, 3)]

Question 11

Цей код працює, коли довжина списку не кратна 2; він використовує хакер, щоб змусити це працювати. Можливо, існують кращі способи зробити це ... Це також гарантує, що пари завжди знаходяться в кортежі і що це працює, незалежно від того, вхідними даними є список чи кортеж.

def all_pairs(lst):
    """Return all combinations of pairs of items of ``lst`` where order
    within the pair and order of pairs does not matter.

    Examples
    ========

    >>> for i in range(6):
    ...  list(all_pairs(range(i)))
    ...
    [[()]]
    [[(0,)]]
    [[(0, 1)]]
    [[(0, 1), (2,)], [(0, 2), (1,)], [(0,), (1, 2)]]
    [[(0, 1), (2, 3)], [(0, 2), (1, 3)], [(0, 3), (1, 2)]]
    [[(0, 1), (2, 3), (4,)], [(0, 1), (2, 4), (3,)], [(0, 1), (2,), (3, 4)], [(0, 2)
    , (1, 3), (4,)], [(0, 2), (1, 4), (3,)], [(0, 2), (1,), (3, 4)], [(0, 3), (1, 2)
    , (4,)], [(0, 3), (1, 4), (2,)], [(0, 3), (1,), (2, 4)], [(0, 4), (1, 2), (3,)],
     [(0, 4), (1, 3), (2,)], [(0, 4), (1,), (2, 3)], [(0,), (1, 2), (3, 4)], [(0,),
    (1, 3), (2, 4)], [(0,), (1, 4), (2, 3)]]

    Note that when the list has an odd number of items, one of the
    pairs will be a singleton.

    References
    ==========

    http://stackoverflow.com/questions/5360220/
    how-to-split-a-list-into-pairs-in-all-possible-ways

    """
    if not lst:
        yield [tuple()]
    elif len(lst) == 1:
        yield [tuple(lst)]
    elif len(lst) == 2:
        yield [tuple(lst)]
    else:
        if len(lst) % 2:
            for i in (None, True):
                if i not in lst:
                    lst = list(lst) + [i]
                    PAD = i
                    break
            else:
                while chr(i) in lst:
                    i += 1
                PAD = chr(i)
                lst = list(lst) + [PAD]
        else:
            PAD = False
        a = lst[0]
        for i in range(1, len(lst)):
            pair = (a, lst[i])
            for rest in all_pairs(lst[1:i] + lst[i+1:]):
                rv = [pair] + rest
                if PAD is not False:
                    for i, t in enumerate(rv):
                        if PAD in t:
                            rv[i] = (t[0],)
                            break
                yield rv

Question 12

Сподіваюся, це допоможе:

L = [0, 1, 2, 3, 4, 5]

[(i, j) для i у L для j у L]

вихід:

[(0, 0), (0, 1), (0, 2), (0, 3), (0, 4), (0, 5), (1, 0), (1, 1), (1, 2), (1, 3), (1, 4), (1, 5), (2, 0), (2, 1), (2, 2), (2, 3), (2, 4), (2, 5), (3, 0), (3, 1), (3, 2), (3, 3), (3, 4), (3, 5), (4, 0), (4, 1), (4, 2), (4, 3), (4, 4), (4, 5), (5, 0), (5, 1), (5, 2), (5, 3), (5, 4), (5, 5)]

Question 13

L = [1, 1, 2, 3, 4]
answer = []
for i in range(len(L)):
    for j in range(i+1, len(L)):
        if (L[i],L[j]) not in answer:
            answer.append((L[i],L[j]))

print answer
[(1, 1), (1, 2), (1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 4), (3, 4)]

Сподіваюся, це допомагає

Question 14

Не найефективніший чи найшвидший, але, мабуть, найпростіший. Останній рядок - це простий спосіб вивести список на python. У цьому випадку на виході знаходяться пари типу (0,1) та (1,0). Не впевнений, ви б розглянули ці дублікати чи ні.

l = [0, 1, 2, 3, 4, 5]
pairs = []
for x in l:
    for y in l:
        pairs.append((x,y))
pairs = list(set(pairs))
print(pairs)

Вихід:

[(0, 0), (0, 1), (0, 2), (0, 3), (0, 4), (0, 5), (1, 0), (1, 1), (1, 2), (1, 3), (1, 4), (1, 5), (2, 0), (2, 1), (2, 2), (2, 3), (2, 4), (2, 5), (3, 0), (3, 1), (3, 2), (3, 3), (3, 4), (3, 5), (4, 0), (4, 1), (4, 2), (4, 3), (4, 4), (4, 5), (5, 0), (5, 1), (5, 2), (5, 3), (5, 4), (5, 5)]