Python的itertools.product在Ruby中的等价物是什么？

Question

我正在寻找一种在Ruby中具有与Python的itertools.product相同效果的方法。请看以下Python代码：

from itertools import product

chars = []
for i in range(97,123):
    chars.append(chr(i))

for a in range(1,3):
    for i in product(chars,repeat=a):
        s = ''.join(i)
        print s

那会输出如下内容：

a, b, c... x, y, z, aa, ab, ac... ax, ay, az, ba, bb, bc.. etc.

我尝试将其翻译为Ruby代码：

(1..2).each do |n|
  ('a'..'z').to_a.combination(n).each do |c|
    s = c.join
    puts s
  end
end

但输出结果并不相同。一个字符的正则表达式可以正常工作（a-z），但当它变成两个字符时，就不能按我期望的方式工作：

ab, ac, ad.. ax, ay, az, bc, bd, be

它没有生成aa、ba或bb - 所以看起来它生成了所有不重复字符组合吗？

那么我应该使用什么方法来生成所有的组合，就像Python中的itertools.product一样？

- Alex Coplan

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Array#product 和 itertools.product 之间的关键区别在于 Ruby 的是一个方法而不是函数。这通常是一种不便。 - tokland

Answer 1

您有一个Array#product，它类似于itertools.product。

- luis.parravicini

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我尝试过了，但无法使其工作 - 你能否给出一个示例，以便输出与我的Python代码相同？ - Alex Coplan

在 Ruby 中，使用 itertools.product 文档中给出的示例（_product('ABCD', 'xy')_）可能类似于 _%w{ A B C D }.product(%w{ x y }).map(&:join)_。 - luis.parravicini

我的意思是使用类似于Python示例中的重复功能，product(chars,repeat=a)（其中a为1或2）- 如果要生成每个5个字符组合怎么办？ - 在Python中，您可以执行product(chars,repeat=5) - 那么在Ruby中该如何实现呢？ - Alex Coplan

Answer 2

我会编写以下代码（仅简化为3个元素，需要Ruby 1.9）：

xs = ["a", "b", "c"]
strings = 1.upto(xs.size).flat_map do |n| 
  xs.repeated_permutation(n).map(&:join)
end
#=> ["a", "b", "c", "aa", "ab", "ac", ...,  "cca", "ccb", "ccc"]

一种懒惰的解决方案：你可以很容易地使用each代替map来编写它，但让我们检查一下Ruby 2.0中的“懒惰”：

xs = ("a".."z").to_a
strings = 1.upto(xs.size).lazy.flat_map do |n| 
  xs.repeated_permutation(n).lazy.map(&:join)
end

- tokland

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工作得很好，但有没有办法将其变成生成器？- 使用6个字符的a-z字符串会占用所有的RAM！ - Alex Coplan

对于一种懒惰的解决方案：1）使用each而不是maps。2）尝试Ruby 2.0中即将出现的懒惰模式：http://bugs.ruby-lang.org/attachments/1803/lazy.rb。在flat_map和map之前添加lazy，然后对表达式进行each操作。 - tokland

Answer 3

神奇（虽然不是很好看）：

a = ('a'..'z').to_a
result = (0..2).map { |n| 
  a.product(*n.times.inject([]) { |s,x| s << a }) }.map { |x| x.map(&:join) } 
}

puts result

解释：为了让Python的product函数正常工作，你需要在product函数的参数中重复数组n-1次。

因此，product('abc', repeat=n)在Ruby中相当于：

a = ['a','b','c']
a.product()     # n = 1
a.product(a)    # n = 2
a.product(a, a) # n = 3

上述代码中，恶意的inject函数会构建一个“参数数组”。虽然它可以自动完成，但代码效率并不高，因此不要试图用它来构建大型“产品”。

- Casper

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谢谢！- 看起来没有Python的repeat参数的内置等效物，是吗？ - Alex Coplan

@AlexCoplan 没有直接等价物，至少在标准库中我找不到。 - Casper

@AlexCoplan然而，使用a.product（* [a] * n），你可以得到非常接近的结果。其中，n等同于Python中的repeat = n。 - Casper

有一个名为Array#repeated_combination的函数。 - steenslag

@steenslag - 不完全相同，请看我对你回答的评论。 - Alex Coplan

本应该是“repeated_permutation”。现在 Tokland 已经有了。 - steenslag

Answer 4

在 Ruby 中，Array#product 会返回一个笛卡尔积。将原始数组添加进去也会得到相同的结果。

ar = (?a..?z).to_a
ar + ar.product(ar).map(&:join)

- steenslag

Answer 5

在我写完这个之后，我注意到Casper的解决方案基本上是一样的。有些人可能会觉得这个更易读，所以我保留它。

arr = ['a', 'b', 'c']

p (0..2).inject([]) { |acc, a|
  acc + arr.product(*[arr]*a).map(&:join)
}

=> ["a", "b", "c", "aa", "ab", "ac", "ba", "bb", "bc", "ca", "cb", "cc", "aaa", "aab", "aac", "aba", "abb", "abc", "aca", "acb", "acc", "baa", "bab", "bac", "bba", "bbb", "bbc", "bca", "bcb", "bcc", "caa", "cab", "cac", "cba", "cbb", "cbc", "cca", "ccb", "ccc"]

需要注意的关键点包括：

• *[arr]*a，首先创建一个由a个arr组成的数组，然后将其展开为product方法的a个参数。
• map(&:join)，这是map{|e| e.join}的简写形式。
• inject（又称“reduce”，来自“map-reduce”之名），是FP的支柱之一。

- Mladen Jablanović

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不错啊，比我的好多了 :) - Casper

Answer 6

在tokland的帮助下，我搞定了：

(1..2).each do |n|
  ('a'..'z').to_a.repeated_permutation(n).each do |a|
    s = a.join
    puts s
  end
end

而且它是懒加载的，因此在使用它生成较长字符串时不会占用过多内存。

- Alex Coplan