如何在Python代码的几行代码中编写许多嵌套的for-循环？

Question

我拥有的：，我有列表List123=[-13,3,12,1]和2乘4-矩阵Matrix123=numpy.zeros((2,4), dtype=Decimal).

我想要的：，我想将矩阵的所有条目更改为列表中的任何条目，然后打印到终端。有4^(2*4)=65536种可能的组合。我想打印每一个密码。

我现在是怎么做的：这里是我的当前代码：

List123=[-13,3,12,1]

Matrix123=numpy.zeros((2,4), dtype=Decimal)

k=0
for k in List123:
    Matrix123[0,0]=k
    for k in List123:
        Matrix123[0,1]=k
        for k in List123:
            Matrix123[0,2]=k
            for k in List123:
                Matrix123[0,3]=k
                for k in List123:
                    Matrix123[1,0]=k
                    for k in List123:
                        Matrix123[1,1]=k
                        for k in List123:
                            Matrix123[1,2]=k
                            for k in List123:
                                Matrix123[1,3]=k
                                print Matrix123
                                print " "

我的问题是：，用几行代码编写这篇文章的更紧凑的方法是什么？我也需要为一个23乘27矩阵做同样的事。这意味着，如果我找不到更紧凑的方法，就必须手动编写23*27=621 for -循环的代码。

Answer 1

您可以使用itertools.product

import itertools

list123 = [-13, 3, 12, 1]

for matrix in itertools.product(list123, repeat=8):
  print matrix

它将用-13, 3, 12 and 1输出长度为8的所有可能的解。matrix将是一个包含8个数字的元组，是可能的解决方案。

如果您需要它在实际的numpy.matrix表单中输出结果，您可以动态创建它们(尽管这需要更多的时间)。

import numpy as np

for prod in itertools.product(list123, repeat=8):
  print np.matrix([prod[:4], prod[4:]])

或者使用reshape来提高可读性(感谢@MenglongLi)

for prod in itertools.product(list123, repeat=8):
  print np.reshape(prod, (2, 4))

它将给你65536预期的结果。

Answer 2

我强烈建议您在python内置工具中使用迭代工具：

from itertools import product
import numpy as np

List123 = [-13, 3, 12, 1]

for i in product(List123, repeat=8):
    print(np.array(i).reshape(2, 4))

下面是一个纯递归函数版本：

import numpy as np

List123 = [-13, 3, 12, 1]

def dfs(depth=1, result=None):
    if result is None:
        result = []
    if depth == 9:
        print(np.array(result).reshape(2, 4))
        return

    for i in List123:
        dfs(depth + 1, result + [i])

dfs()

无论是哪种方式，你都有65536的结果。

Answer 3

使用np.meshgrid

def my_product(list, shape = (4,2)):
    r = np.product(shape)
    out = np.stack(np.meshgrid(*(List123,) * r))
    out = out.reshape(shape[::-1] + (-1,)).T
    for mat in list(out):
        print(mat)

当然，如果你的shape是(23,27)，这将导致一个memerror，即使len(list) = 2 --所有这些排列都会填满地球上所有的存储空间--数量多得可笑，并且打印它们都需要花费很长时间，直到宇宙的热死。