如何使用生成器在 Python 中获取笛卡尔积？

Question

我正在尝试获取多个数组的笛卡尔积，但数组非常大，我正在尝试优化内存使用。我尝试使用下面的代码来实现一个生成器，但它只是返回某个位置有一个生成器。

import itertools

x = [[1,2],[3,4]]

def iter_tools(*array):
    yield list(itertools.product(*array))

print(iter_tools(*x))

当我尝试相同的代码但使用 return 而不是 yield 时，它工作正常。如何通过实现生成器获得笛卡尔积？

Answer 1

底线，itertools.product 已经是 iterator。你不需要自己写。 （generator 是一种迭代器。）例如：

>>> x = [[1, 2], [3, 4]]
>>> p = itertools.product(*x)
>>> next(p)
(1, 3)
>>> next(p)
(1, 4)

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现在，解释一下，您似乎误解了一些基本的东西。生成器函数返回generator iterator。这就是您从印刷品中看到的：

>>> iter_tools(*x)
<generator object iter_tools at 0x7f05d9bc3660>

使用list() 将迭代器强制转换为列表。

>>> list(iter_tools(*x))
[[(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 4)]]

注意它是一个嵌套列表。那是因为您的 iter_tools 产生一个列表，然后没有其他任何东西。在那一点上，这部分没有意义，因为将itertools.product 转换为列表会破坏迭代器的全部目的-lazy evaluation。如果你真的想从迭代器中产生值，你可以使用yield from：

def iter_tools(*array):
    yield from itertools.product(*array)

在这种情况下iter_tools 毫无意义，但如果您的实际iter_tools 更复杂，这可能就是您真正想要的。

另见：

• what's the difference between yield from and yield in python 3.3.2+
• How to Use Generators and yield in Python - Real Python

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这个答案部分基于juanpa.arrivillaga的comment

Answer 2

生成器的想法是您不会像调用list(itertools.product(*array)) 那样同时进行所有计算。所以你要做的就是一一生成结果。比如这样：

def iter_tools(*array):
    for i in array[0]:
        for j in array[1]:
            yield (i, j)

然后你可以像这样对每个结果元组做一些事情：

for tup in iter_tools(*x):
    print(tup)

当然，您可以轻松地调整生成器，使其在每次调用时生成每一行或每一列。

或者，如果您对 itertools 提供的功能感到满意：

for i in itertools.product(*x):
    print(i)

您需要什么取决于您的用例。希望能帮到你:)

Answer 3

如果您想从笛卡尔积中产生单个项目，则需要迭代该产品：

import itertools

x = [[1,2],[3,4]]

def iter_tools(*array):
    for a in itertools.product(*array):
        yield a

for a in iter_tools(*x):
    print(a)