按类别创建项目列表的受限排列

Question

我正在尝试创建项目列表的一些受限排列。每个项目都有一个类别，我需要找到项目的组合，以便每个组合不包含同一类别的多个项目。为了说明这一点，这里有一些示例数据：

   Name      | Category
   ==========|==========
1. Orange    | fruit
2. Apple     | fruit
3. GI-Joe    | toy
4. VCR       | electronics
5. Racquet   | sporting goods

组合将限制为长度三，我不需要每种长度的每种组合。因此，上述列表的一组组合可能是：

(Orange, GI-Joe, VCR)
(Orange, GI-Joe, Racquet)
(Orange, VCR, Racquet)
(Apple,  GI-Joe, VCR)
(Apple,  GI-Joe, Racquet)
... and so on.

我经常在各种列表上这样做。这些列表的长度永远不会超过 40 个项目，但可以理解的是，这可能会创建数千种组合（尽管每个列表可能有大约 10 个独特的类别，这在一定程度上限制了它）

我想出了一些伪 python 来解释如何我会递归地实现它。我已经很久没有学习组合学了，但据我记得，这本质上是集合组合的子集，类似于 C（列表长度，所需大小）。可能有一些库模块可以使这个更干净（或者至少性能更高），

我想知道是否有比我所拥有的更好的方法（也许以某种方式使用 itertools.combinations ） :

# For the sake of this problem, let's assume the items are hashable so they
# can be added to a set.

def combinate(items, size=3):
    assert size >=2, "You jerk, don't try it."
    def _combinate(index, candidate):
        if len(candidate) == size:
            results.add(candidate)
            return
        candidate_cats = set(x.category for x in candidate)
        for i in range(index, len(items)):
            item = items[i]
            if item.category not in candidate_cats:
                _combinate(i, candidate + (item, ))

    results = set()
    for i, item in enumerate(items[:(1-size)]):
        _combinate(i, (item, ))

    return results

Answer 1

天真的方法：

#!/usr/bin/env python

import itertools

items = {
    'fruits' : ('Orange', 'Apple'),
    'toys' : ('GI-Joe', ),
    'electronics' : ('VCR', ),
    'sporting_goods' : ('Racquet', )
}

def combinate(items, size=3):
    if size > len(items):
        raise Exception("Lower the `size` or add more products, dude!")

    for cats in itertools.combinations(items.keys(), size):
        cat_items = [[products for products in items[cat]] for cat in cats]
        for x in itertools.product(*cat_items):
            yield zip(cats, x)

if __name__ == '__main__':
    for x in combinate(items):
        print x

会产生：

# ==> 
#
# [('electronics', 'VCR'), ('toys', 'GI-Joe'), ('sporting_goods', 'Racquet')]
# [('electronics', 'VCR'), ('toys', 'GI-Joe'), ('fruits', 'Orange')]
# [('electronics', 'VCR'), ('toys', 'GI-Joe'), ('fruits', 'Apple')]
# [('electronics', 'VCR'), ('sporting_goods', 'Racquet'), ('fruits', 'Orange')]
# [('electronics', 'VCR'), ('sporting_goods', 'Racquet'), ('fruits', 'Apple')]
# [('toys', 'GI-Joe'), ('sporting_goods', 'Racquet'), ('fruits', 'Orange')]
# [('toys', 'GI-Joe'), ('sporting_goods', 'Racquet'), ('fruits', 'Apple')]

Answer 2

您想要生成的是从集合中获取的元素的笛卡尔 乘积 类别。

划分为多个集合相对容易：

item_set[category].append(item)

通过正确的实例化（例如） collections.defaultdict 为 item_set[category] ，然后 itertools.product 将为您提供所需的输出。