计算 itertools.product() 的第 n 个结果

Posted 2023-03-31

【中文标题】计算 itertools.product() 的第 n 个结果

【英文标题】：Calculating the nth result for itertools.product()

【发布时间】：2019-05-06 16:22:32

【问题描述】：

我正在尝试

test = list(product('01', repeat=3))
print(test)

desired_output = test[0]
print(desired_output)

所以而不是得到：

[('0', '0', '0'), ('0', '0', '1'), ('0', '1', '0'), ('0', '1', '1'), ('1', '0', '0'), ('1', '0', '1'), ('1', '1', '0'), ('1', '1', '1')]

我想得到：

('0', '0', '0')

但是，正如您可能已经猜到的那样，它不能很好地扩展。这就是为什么我试图只计算第 n 个值。

我通读了 Nth Combination 但我需要 product() 提供的重复功能

提前致谢！

【参考方案1】：

repeat 功能可以很容易地模拟。这是this博客文章中描述的Ruby代码的python版本。

def product_nth(lists, num):
    res = []
    for a in lists:
        res.insert(0, a[num % len(a)])
        num //= len(a)

    return ''.join(res)

调用这个函数

>>> repeats = 50
>>> chars = '01'
>>> product_nth([chars] * repeats, 12345673)
'00000000000000000000000000101111000110000101001001'

---

这里有一些时间测试：

repeat = 50
idx = 112345673

%timeit i = product_nth(['01'] * repeat, idx)
%%timeit
test = product('01', repeat=repeat)
one = islice(test, idx, idx+1)
j = ''.join(next(one))

2.01 s ± 22.4 ms per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 1 loop each)
36.5 µs ± 201 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000 loops each)

print(i == j)
True

---

另一个答案具有误导性，因为它歪曲了islice 的功能。例如，请参阅：

def mygen(r):
    i = 0
    while i < r:
        print("Currently at", i)
        yield i
        i += 1

list(islice(mygen(1000), 10, 11))

# Currently at 0
# Currently at 1
# Currently at 2
# Currently at 3
# Currently at 4
# Currently at 5
# Currently at 6
# Currently at 7
# Currently at 8
# Currently at 9
# Currently at 10
# Out[1203]: [10]

islice 将逐步执行每一次迭代，丢弃结果直到指定索引。在对product 的输出进行切片时也会发生同样的情况——该解决方案对于大 N 来说效率很低。

【参考方案2】：

如果你构建整个列表，当然不会很好地扩展，因为调用 list() 会贯穿整个迭代器。

如果您只需要第一个值，您可以使用next(test) 来提取迭代器的第一个值。这不需要构建整个列表并且会非常快。

您也可以使用itertools.islice() 来获取迭代器的特定部分，而无需构建整个列表，而且速度非常快。但要明白，它仍然会迭代到第 N 个值。这是一种非常 Pythonic 的方法，它节省内存且易于阅读。这是否足够快取决于您的 N 需要多大。例如，这对我来说很快就会产生第 200000 个组合的值：

from itertools import product, islice

test = product('01', repeat=20)
one = islice(test, 200000, 200001)
print(''.join(next(one)))

# 00110000110101000000

【讨论】：

@JacobW.Dallas 这个答案具有误导性。组合确实不是立即生成的。 islice 生成并丢弃直到指定索引的所有内容。在我的回答中查看一些 timeit 测试。

@coldspeed 除了一些夸张之外，这是一个很好且非常 Python 的解决方案，直到组合的数量如此之多以至于它不是。它当然不值得一票否决。

解决方案本身并没有错，只是使用了误导性的语言。 dv 就是为了这个。