So teilen Sie eine Liste auf alle möglichen Arten in Paare auf

Ich habe eine Liste (sagen wir der Einfachheit halber 6 Elemente)

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

und ich möchte es auf ALLE möglichen Arten in Paare aufteilen . Ich zeige einige Konfigurationen:

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

und so weiter. Hier ist (a, b) = (b, a)und die Reihenfolge der Paare nicht wichtig, dh

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

Die Gesamtzahl solcher Konfigurationen ist , 1*3*5*...*(N-1)wo Ndie Länge meiner Liste.

Wie kann ich einen Generator in Python schreiben, der mir alle möglichen Konfigurationen für eine beliebige gibt N?

Schau es dir an 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)]

Ich glaube nicht, dass es in der Standardbibliothek eine Funktion gibt, die genau das tut, was Sie brauchen. Mit nur itertools.combinationskönnen Sie eine Liste aller möglichen Einzelpaare erhalten, aber das Problem aller gültigen Paarkombinationen wird nicht gelöst.

Sie können dies leicht lösen mit:

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

Dadurch erhalten Sie jedoch Duplikate, da (a, b) und (b, a) als unterschiedlich behandelt werden und auch alle Reihenfolgen von Paaren angegeben werden. Am Ende dachte ich, es sei einfacher, dies von Grund auf neu zu codieren, als zu versuchen, die Ergebnisse zu filtern. Hier ist also die richtige Funktion.

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

Es ist rekursiv, daher treten Stapelprobleme mit einer langen Liste auf, aber ansonsten wird das getan, was Sie benötigen.

>>> für x in all_pairs ([0,1,2,3,4,5]):
    x drucken

[(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)]

Wie wäre es damit:

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')]

oder

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)]

Konzeptionell ähnlich wie die Antwort von @ shang, es wird jedoch nicht davon ausgegangen, dass Gruppen die Größe 2 haben:

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)))

Dies ergibt:

[[(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)]]

Mein Chef wird wahrscheinlich nicht glücklich sein, dass ich ein wenig Zeit mit diesem lustigen Problem verbracht habe, aber hier ist eine nette Lösung, die keine Rekursion benötigt und verwendet itertools.product. Es wird in der Dokumentationszeichenfolge erklärt :). Die Ergebnisse scheinen in Ordnung zu sein, aber ich habe es nicht zu oft getestet.

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

Prost!

Probieren Sie die folgende rekursive Generatorfunktion aus:

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)

Anwendungsbeispiel:

>>> 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)]

Eine nicht rekursive Funktion, um alle möglichen Paare zu finden, bei denen die Reihenfolge keine Rolle spielt, dh (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

Da es nicht rekursiv ist, treten bei langen Listen keine Speicherprobleme auf.

Anwendungsbeispiel:

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)]

Ich habe eine kleine Testsuite für alle kompatiblen Lösungen erstellt. Ich musste die Funktionen ein wenig ändern, damit sie in Python 3 funktionieren. Interessanterweise ist die schnellste Funktion in PyPy in einigen Fällen die langsamste Funktion in Python 2/3.

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])
    """

Sie scheinen alle genau die gleiche Reihenfolge zu generieren, daher sind die Sets nicht erforderlich, aber auf diese Weise ist es zukunftssicher. Ich habe ein wenig mit der Python 3-Konvertierung experimentiert. Es ist nicht immer klar, wo die Liste erstellt werden soll, aber ich habe einige Alternativen ausprobiert und die schnellste ausgewählt.

Hier sind die Benchmark-Ergebnisse:

% 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

Also sage ich, geh mit gatoatigrados Lösung.

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

Verwendung:

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)]

Hoffe das wird helfen:

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

[(i, j) für i in L für j in L]

Ausgabe:

[(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)]

Dieser Code funktioniert, wenn die Länge der Liste kein Vielfaches von 2 ist. Es verwendet einen Hack, damit es funktioniert. Vielleicht gibt es bessere Möglichkeiten, dies zu tun ... Es stellt auch sicher, dass sich die Paare immer in einem Tupel befinden und dass es funktioniert, ob die Eingabe eine Liste oder ein Tupel ist.

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

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)]

Hoffe das hilft

Nicht das effizienteste oder schnellste, aber wahrscheinlich das einfachste. Die letzte Zeile ist eine einfache Möglichkeit, eine Liste in Python zu deduplizieren. In diesem Fall sind Paare wie (0,1) und (1,0) in der Ausgabe. Ich bin mir nicht sicher, ob Sie diese Duplikate berücksichtigen würden oder nicht.

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)

Ausgabe:

[(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)]