Python中itertools.product函数完全指南

什么是product函数？

itertools.product()用于计算多个可迭代对象的笛卡尔积，相当于多层嵌套循环。它生成所有可能的元素组合，是处理排列组合问题的利器。

基础语法

import itertools
itertools.product(*iterables, repeat=1)

• *iterables：一个或多个可迭代对象
• repeat：重复使用可迭代对象的次数（可选）

使用示例

1. 基本使用：两个列表的组合

colors = ['红', '蓝']
sizes = ['S', 'L']

for combo in itertools.product(colors, sizes):
    print(combo)

# 输出：
# ('红', 'S')
# ('红', 'L')
# ('蓝', 'S')
# ('蓝', 'L')

2. 重复参数(repeat)的使用

dice = [1, 2, 3]
for roll in itertools.product(dice, repeat=2):
    print(roll)

# 输出：
# (1, 1)
# (1, 2)
# (1, 3)
# (2, 1)
# ... 共9种组合

3. 多个可迭代对象组合

dimensions = [
    ['高', '低'],
    ['大', '小'],
    ['快', '慢']
]

for config in itertools.product(*dimensions):
    print(''.join(config))

# 输出：
# 高大快
# 高大慢
# 高小快
# ... 共8种组合

应用场景

1. 参数组合测试：生成所有可能的参数组合进行自动化测试
2. 坐标生成：快速生成多维网格坐标
3. 密码爆破：生成所有可能的字符组合
4. 商品规格组合：电商SKU属性组合生成

性能提示

当处理大型可迭代对象时：

• 使用迭代器避免立即转换为列表
• 结合生成器表达式减少内存消耗
• 需要具体结果时再转换为列表

# 高效处理大数据的写法
for combo in itertools.product(range(1000), repeat=4):
    process_data(combo)  # 直接处理迭代器

常见问题解答

Q：如何获取组合索引？
A：使用enumerate包裹：for i, combo in enumerate(product(...))

Q：如何限制组合长度？
A：结合islice：from itertools import islice; islice(product(...), 100)

Q：与permutations的区别？
A：product包含重复元素组合，permutation生成不重复的排列