Python實現(xiàn)的排列組合計算操作示例
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本文實例講述了Python實現(xiàn)的排列組合計算操作。分享給大家供大家參考,具體如下:
1. 調(diào)用 scipy 計算排列組合的具體數(shù)值
from scipy.special import comb, perm
perm(3, 2)
6.0
comb(3, 2)
3.0
2. 調(diào)用 itertools 獲取排列組合的全部情況數(shù)
from itertools import combinations, permutations
permutations([1, 2, 3], 2)
itertools.permutations at 0x7febfd880fc0
# 可迭代對象
list(permutations([1, 2, 3], 2))
[(1, 2), (1, 3), (2, 1), (2, 3), (3, 1), (3, 2)]
list(combinations([1, 2, 3], 2))
[(1, 2), (1, 3), (2, 3)]
以上四種情況均為最常見的排列組合,從有無順序和是否重復兩個維度進行思考,建議理解并背誦。
在使用python計算排列組合之前,需要計算階乘,可以有兩種方式,一是使用math庫中的factorial函數(shù),二是使用如下的遞歸函數(shù)。
按照排列的公式:
按照組合的公式:
3.1 生日問題
假設一個班級中共有n個人,一年有365天,其中每天作為生日的概率是相等的,那么其中至少有兩個人的生日在同一天的概率是多少?
此題屬于全排列問題,需要反向思考,寫出公式之后直接輸入到python中計算
3.2 大樂透問題
大樂透的玩法是這樣的,從35個紅球中選擇5個,從12個紅球中選擇2個,如果全中,那就中一等獎。那么請問,中一等獎的概率是多少?
此題屬于組合問題,中獎的可能性為一種,因此分子為1,分母為所有的組合情況。
有1、2、3、4個數(shù)字,能組成多少個互不相同且無重復數(shù)字的三位數(shù)?具體有哪些數(shù)字
方法一:for循環(huán)+集合去重復項
方法二:內(nèi)置函數(shù)itertools
排列組合迭代器:
itertools.product p,q…[repeat=l]笛卡爾積,相當于嵌套的for
itertools.permutation p[,r]長度為r元組,所有可能得排列,無重復元素
itertools.combination p,r 長度r元組,有序,無重復元素
itertools.combinaton_with_replacement p,r 長度人員組,有序,元素可重復
舉例
模塊其他函數(shù):
遍歷一個序列中元素的所有可能的排列或組合。
itertools 模塊提供了三個函數(shù)來解決這類問題。 其中一個是 itertools.permutations() , 它接受一個序列并產(chǎn)生一個元組序列,每個元組由序列中所有元素的一個可能排列組成,即通過打亂序列中元素排列順序生成一個元組,比如:
如果想得到指定長度的所有排列,你可以傳遞一個可選的長度參數(shù)。比如:
使用 itertools.combinations() 可得到輸入序列中元素的所有的組合。比如:
對于 combinations() 來講,元素的順序已經(jīng)不重要了,即組合 ('a', 'b') 與 ('b', 'a') 其實是一樣的,最終只會輸出其中一個。
在計算組合的時候,一旦元素被選取就會從候選中剔除掉(比如如果元素’a’已經(jīng)被選取了,那么接下來就不會再考慮它了)。 而函數(shù) itertools.combinations_with_replacement() 允許同一個元素被選擇多次,比如:
盡管手動可以實現(xiàn)排列組合算法,但是這樣做比較麻煩,當遇到有些復雜的迭代問題時,可以先去看看itertools模塊是否能實現(xiàn),很有可能會在里面找到解決方案!
在日常的工作學習中,我們肯定會遇到排列組合問題,比如,在5種顏色的球中,任意取3個,共有多少種組合方式,這也包括有放回和無放回抽樣。
在python中,自帶的排列組合函數(shù),都在python的指導工具包itertools中。
product 笛卡爾積(有放回抽樣排列)
permutations 排列(不放回抽樣排列)
combinations 組合,沒有重復(不放回抽樣組合)
combinations_with_replacement 組合,有重復(有放回抽樣組合)
python3中返回的為對象,可以通過迭代讀取將值輸出。
end