如何在Python中有效地从n个元素的集合列表中创建n+1个元素的集合列表?

假设我有一个包含两个元素的集合的列表。我想从中构建一个由三个元素组成的集合列表。

例如,我的输入列表是 [{1, 2}, {2, 3}, {1, 3}, {3, 4}, {4, 5}]。

我想要一个输出,其中包含扁平输入列表中所有可能的三组。那是,

[{1, 2, 3}, {1, 2, 4}, {1, 2, 5}, {1, 3, 5}, {1, 3, 4}, {1, 4, 5} {2 , 3, 4}, {2, 3, 5}, {3, 4, 5}, {2, 4, 5}]

我运行以下代码以尝试使用 pandas 和 itertools 库函数来执行此操作:

def build_sets(item_list, set_size):
    flattened_item_list = list(set(flatten(item_list)))
    combinations = itertools.combinations(range(len(flattened_item_list)), set_size)
    return_list = []
    for i in combinations:
        combination_element = []
        for j in i:
            combination_element.append(flattened_item_list[j])
        return_list.append(set(combination_element))
    return return_list

这里 set_size 指的是期望输出列表中每个集合的大小。对于较小的输入,此代码工作得很好,但如果输入列表包含数千个集合,则代码需要很长时间才能运行。

除了足够快地输入一万个元素的数量级之外,我如何尝试执行相同的任务?

谢谢你。

回答

你把它复杂化了。只需直接生成值的组合,无需使用索引:

from itertools import combinations

data = [{1, 2}, {2, 3}, {1, 3}, {3, 4}, {4, 5}]
distinct = set.union(*data)

out = [set(c) for c in combinations(distinct, r=3)]

print(out)
# [{1, 2, 3}, {1, 2, 4}, {1, 2, 5}, {1, 3, 4}, {1, 3, 5}, {1, 4, 5}, {2, 3, 4}, {2, 3, 5}, {2, 4, 5}, {3, 4, 5}]

所以,你的功能只是:

def build_sets(item_list, set_size):
    distinct = set.union(*item_list)
    return [set(c) for c in combinations(distinct, r=set_size)]

由于返回的列表可能相当大,您可能希望使用一个生成器来一个一个地生成集合:

def sets_generator(item_list, set_size):
    distinct = set.union(*item_list)
    for c in combinations(distinct, r=set_size):
        yield set(c)

并像这样使用它:

for s in sets_generator(data, 3):
    print(s)

输出:

{1, 2, 3}
{1, 2, 4}
{1, 2, 5}
{1, 3, 4}
{1, 3, 5}
{1, 4, 5}
{2, 3, 4}
{2, 3, 5}
{2, 4, 5}
{3, 4, 5}


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