PHP实现笛卡尔积算法

Posted 2021-03-20 头大的冯冯

概念

在数学中，两个集合X和Y的笛卡儿积（Cartesian product），又称直积，表示为 X × Y。设A、B是任意两个集合，在集合A中任意取一个元素x，在集合B中任意取一个元素y，组成一个有序对（x，y），把这样的有序对作为新的元素，他们的全体组成的集合称为集合A和集合B的直积，记为A×B，即 A×B={（x，y）|x∈A且y∈B}。

假设集合 A={a, b}，集合 B={0, 1, 2}，则两个集合的笛卡尔积为 {(a, 0), (a, 1), (a, 2), (b, 0), (b, 1), (b, 2)}。

举例

给出三个域：

D1 = { 张清玫，刘逸 }
D2 = {计算机专业，信息专业}
D3 = {李勇，刘晨，王敏}

则 D1，D2，D3 的笛卡尔积 D = D1×D2×D3，等于：

{
    (张清玫, 计算机专业, 李勇),
    (张清玫, 计算机专业, 刘晨),
    (张清玫, 计算机专业, 王敏),
    (张清玫, 信息专业, 李勇),
    (张清玫, 信息专业, 刘晨),
    (张清玫, 信息专业, 王敏),
    (刘逸, 计算机专业, 李勇),
    (刘逸, 计算机专业, 刘晨),
    (刘逸, 计算机专业, 王敏),
    (刘逸, 信息专业, 李勇),
    (刘逸, 信息专业, 刘晨),
    (刘逸, 信息专业, 王敏)
}

这样就把D1、D2、D3这三个集合中的每个元素加以对应组合，形成庞大的集合群。本个例子中的D中就会有 2X2X3=12 个元素，如果一个集合有1000个元素，有这样3个集合，他们的笛卡尔积所组成的新集合会达到十亿个元素。

假若某个集合是无限集，那么新的集合就将是有无限个元素。

PHP代码 - 输出数组形式

 1 function Descartes()
 2 {
 3     // 获取传入的参数
 4     $t = func_get_args();
 5     // 判断参数个数是否为1
 6     if (func_num_args() == 1) {
 7         // 回调当前函数，并把第一个数组作为参数传入
 8         return call_user_func_array(__FUNCTION__, $t[0]);
 9     }
10     // 将 $t 中的第一个元素移动到 $a 中，$t 中索引值重新排序
11     $a = array_shift($t);
12     if (!is_array($a)) {
13         $a = [$a];
14     }
15     // 分割数组 $a ，为每个单元1个元素的新数组
16     $a = array_chunk($a, 1);
17     do {
18         $r = [];
19         $b = array_shift($t);
20         if (!is_array($b)) {
21             $b = [$b];
22         }
23         foreach ($a as $p) {
24             foreach (array_chunk($b, 1) as $q) {
25                 $r[] = array_merge($p, $q);
26             }
27         }
28         $a = $r;
29     } while ($t);
30     return $r;
31 }
32 
33 $arr = [
34     [
35         ‘张清玫‘,
36         ‘刘逸‘
37     ],
38     [
39         ‘计算机专业‘,
40         ‘信息管理与信息系统专业‘,
41         ‘电子商务专业‘
42     ],
43     [
44         ‘2018级‘,
45         ‘2017级‘
46     ]
47 ];
48 
49 $r = Descartes($arr);

打印

Array
(
    [0] => Array
        (
            [0] => 张清玫
            [1] => 计算机专业
            [2] => 2018级
        )

    [1] => Array
        (
            [0] => 张清玫
            [1] => 计算机专业
            [2] => 2017级
        )

    [2] => Array
        (
            [0] => 张清玫
            [1] => 信息管理与信息系统专业
            [2] => 2018级
        )

    [3] => Array
        (
            [0] => 张清玫
            [1] => 信息管理与信息系统专业
            [2] => 2017级
        )

    [4] => Array
        (
            [0] => 张清玫
            [1] => 电子商务专业
            [2] => 2018级
        )

    [5] => Array
        (
            [0] => 张清玫
            [1] => 电子商务专业
            [2] => 2017级
        )

    [6] => Array
        (
            [0] => 刘逸
            [1] => 计算机专业
            [2] => 2018级
        )

    [7] => Array
        (
            [0] => 刘逸
            [1] => 计算机专业
            [2] => 2017级
        )

    [8] => Array
        (
            [0] => 刘逸
            [1] => 信息管理与信息系统专业
            [2] => 2018级
        )

    [9] => Array
        (
            [0] => 刘逸
            [1] => 信息管理与信息系统专业
            [2] => 2017级
        )

    [10] => Array
        (
            [0] => 刘逸
            [1] => 电子商务专业
            [2] => 2018级
        )

    [11] => Array
        (
            [0] => 刘逸
            [1] => 电子商务专业
            [2] => 2017级
        )

)