Question

我正在尝试对概率系统建模。我正在使用的系统涉及三个元素-称为“ X”，“ Y”和“ Z”。这些元素以特定类型的交替模式形成字符串，其中X必须与Y或Z交替（即XX，YY，ZZ，YZ和ZY连接被禁止）。我想对所有不同字符串长度的可能序列的列表进行置换。

我最初的尝试是生成这三个字符的所有可能排列，并过滤掉所有禁止的模式。不幸的是，对于长序列长度，排列的缩放比例非常差。我通过生成每个序列，一次生成一个字符，并检查构建序列时提出的条件解决了这个问题。这可以防止很早就产生非生产序列，并大大减少了产生的排列数目。问题是我不是一个编码员，为了实现此目标，我不得不对一堆嵌套的for循环进行硬编码。下面的代码显示的字符串长度为5。

Length = 5
Units = ['X','Y','Z']
Sequences = []

#aij is the j'th character in the sequence

for i1 in range(len(Units)):
    ai1 = n[i1]
    for i2 in range(len(Units)):
        ai2 = Units[i2]

#If the two most recent sequential units are identical OR (Y and Z) OR (Z and Y), pass

    if ai2 == ai1 or ai2==Units[1] and ai1==Units[2] or ai2==Units[2] and ai1==Units[1]:
        pass
    else:

#repeat for the other characters in the sequence until the final character is reached

        for i3 in range(len(Units)):
            ai3 = Units[i3]
            if ai3 == ai2 or ai3==Units[1] and ai2==Units[2] or ai3==Units[2] and ai2==Units[1]:
                pass
            else:
                for i4 in range(len(Units)):
                    ai4 = Units[i4]
                    if ai4 == ai3 or ai4==Units[1] and ai3==Units[2] or ai4==Units[2] and ai3==Units[1]:
                        pass
                    else:
                        for i5 in range(len(Units)):
                            ai5 = Units[i5]
                            if ai5 == ai4 or ai5==Units[1] and ai4==Units[2] or ai5==Units[2] and ai4==Units[1]:
                                pass
                            else:

#Append the valid sequence to my list of Sequences

                                a = ai1 + ai2 + ai3 + ai4 + ai5
                                Sequences.append(a)

print(Sequences)

输出：

['XYXYX', 'XYXZX', 'XZXYX', 'XZXZX', 'YXYXY', 'YXYXZ', 'YXZXY', 'YXZXZ', 'ZXYXY', 'ZXYXZ', 'ZXZXY', 'ZXZXZ']

我的问题是，我如何将这种类型的算法推广到一个简单地使用输入“ Length”（即字符串中的字符数）并在列表中生成所有序列模式的函数？ / strong>

Answer 1

您可以将生成器与递归一起使用：

def combinations(d, _len, current = []):
  if len(current) == _len:
     yield current
  else:
     for i in d:
       if not current or ('X' in current and current[-1] != i):
         yield from combinations(d, _len, current+[i])


results = list(map(''.join, combinations(['X','Y','Z'], 5)))
final_results = [a for i, a in enumerate(results) if a not in results[:i]]

输出：

['XYXYX', 'XYXYZ', 'XYXZX', 'XYXZY', 'XYZXY', 'XYZXZ', 'XYZYX', 'XYZYZ', 'XZXYX', 'XZXYZ', 'XZXZX', 'XZXZY', 'XZYXY', 'XZYXZ', 'XZYZX', 'XZYZY']

Answer 2

对于['X','Y','Z']，可以创建9对。但是XX, YY, ZZ, YZ, ZY对是禁止的。因此它仍然是XY,XZ,YX,ZX。将其分为两个单位（units1和units2），以避免XX的排列。如果length是偶数，则只需使用itertools乘积对每个单位进行置换（请参阅：generating permutations with repetitions in python）。它将生成可以连接到字符串的元组列表（请参阅：Why can't I join this tuple in Python?）。追加两个列表。

在奇数情况下，单位1的组合将产生带有X前缀的任何组合，因此在每个字符串的末尾附加'X'，在开头的Y,Z附加。对于单元2组合，请执行相反的操作。它不会产生唯一列表，因此强制转换为set只是为了使其唯一

import itertools

def combine(length):
    units1 = ['XY','XZ']
    units2 = ['YX','ZX']

    combine1 = ["".join(map(str,p)) for p in itertools.product(units1,repeat=int(length/2))]
    combine2 = ["".join(map(str,p)) for p in itertools.product(units2,repeat=int(length/2))]

    if (length%2 == 1):
        combine1_odd = [item + 'X' for item in combine1] + ['Y' + item for item in combine1] + ['Z' + item for item in combine1]
        combine2_odd = ['X' + item for item in combine2] + [item + 'Y' for item in combine2] + [item + 'Z' for item in combine2]
        return list(set(combine1_odd + combine2_odd))

    return list(set(combine1 + combine2))

print(combine(5))

在python中生成特定的排列模式

2 个答案: