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提供空列表时itertools.product()应该产生什么?

python

我想这是一个学术问题,但是第二个结果对我来说没有意义。它不应该像第一个一样完全空吗?这种行为的原理是什么?

from itertools import product

one_empty = [ [1,2], [] ]
all_empty = []

print [ t for t in product(*one_empty) ]  # []
print [ t for t in product(*all_empty) ]  # [()]

更新

感谢您提供所有答案-非常有用。

维基百科对空笛卡尔积的讨论提供了明确的声明:

无集合的笛卡尔乘积是包含空元组的单例集合。

这是一些代码,您可以用来解决sth的深刻见解:

from itertools import product

def tproduct(*xss):
    return ( sum(rs, ()) for rs in product(*xss) )

def tup(x):
    return (x,)

xs = [ [1, 2],     [3, 4, 5]       ]
ys = [ ['a', 'b'], ['c', 'd', 'e'] ]

txs = [ map(tup, x) for x in xs ]  # [[(1,), (2,)], [(3,), (4,), (5,)]]
tys = [ map(tup, y) for y in ys ]  # [[('a',), ('b',)], [('c',), ('d',), ('e',)]]

a = [ p for p in tproduct( *(txs + tys) )                   ]
b = [ p for p in tproduct( tproduct(*txs), tproduct(*tys) ) ]

assert a == b

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2021-01-20

共1个答案

小编典典

从数学的角度来看,无论是什么元素,乘积都不能产生操作 产品 的中性元素。

例如,在整数上,乘法的中性元素为 1 ,因为对于所有整数 a1⋅a = a 。因此,整数的空积应为 1
。当实现返回数字列表的乘积的python函数时,这自然发生:

def iproduct(lst):
  result = 1
  for i in lst:
    result *= i
  return result

为了使用此算法计算出正确的结果,result需要使用进行初始化1。这导致1在空列表上调用函数时的返回值。

对于函数的目的,此返回值也是非常合理的。有了良好的乘积函数,先合并两个列表,然后构建元素的乘积,还是先构建两个列表的乘积,然后乘以结果,都没关系:

iproduct(xs + ys) == iproduct(xs) * iproduct(ys)

如果xsys为空,则仅当时有效iproduct([]) == 1

现在product()在迭代器上更加复杂。从数学的角度来看product([]),无论如何,这里也应该返回该操作的中性元素。这不是[]因为product([], xs) == [],而中性元素product([], xs) == xs应该成立。事实证明,这[()]也不是中立的要素:

>>> list(product([()], [1,2,3]))
[((), 1), ((), 2), ((), 3)]

实际上,product()这根本不是一个非常好的数学产品,因为上述方程式不成立:

product(*(xs + ys)) != product(product(*xs), product(*ys))

产品的每个应用程序都会生成一个附加的元组层,并且没有办法解决这个问题,因此甚至没有真正的中性元素。[()]虽然非常接近,但它不会添加或删除任何元素,只是向每个元素添加一个空元组。

[()]实际上将是这个略微修改的乘积函数的中性元素,该乘积函数仅对元组列表起作用,而不会在每个应用程序上添加其他元组层:

def tproduct(*xss):
  # the parameters have to be lists of tuples
  return (sum(rs, ()) for rs in product(*xss))

对于此函数,以上乘积方程式成立:

def tup(x): return (x,)
txs = [map(tup, x) for x in xs]
tys = [map(tup, y) for y in ys]
tproduct(*(txs + tys)) == tproduct(tproduct(*txs), tproduct(*tys))

通过将输入列表打包为元组的附加预处理步骤,可以tproduct()得到与相同的结果product(),但是从数学角度来看,其表现更好。还它的中性元素是[()]

因此[()]作为这种列表乘法的中立元素是有意义的。即使它不完全合适,product()它也是此功能的不错选择,因为例如它允许定义tproduct()而无需为空输入引入特殊情况。

2021-01-20