如何使用 Java 8 个流制作笛卡尔积？
How can I make Cartesian product with Java 8 streams?
我有以下 collection 类型：
Map<String, Collection<String>> map;
我想从每个键的 collection 中的单个值创建每个 map.size() 的唯一组合。
例如，假设地图如下所示：
A, {a1, a2, a3, ..., an}
B, {b1, b2, b3, ..., bn}
C, {c1, c2, c3, ..., cn}
我想得到的结果是 List<Set<String>> 结果，看起来类似于（排序并不重要，它只需要是包含所有可能组合的 'complete' 结果）：
{a1, b1, c1},
{a1, b1, c2},
{a1, b1, c3},
{a1, b2, c1},
{a1, b2, c2},
{a1, b2, c3},
...
{a2, b1, c1},
{a2, b1, c2},
...
{a3, b1, c1},
{a3, b1, c2},
...
{an, bn, cn}
这基本上是一个计数问题，但我想看看是否可以使用 Java 8 个流来解决问题。
您可以使用递归 flatMap 链来解决这个问题。
首先，因为我们需要通过地图值来回移动，最好将它们复制到 ArrayList（这不是深层复制，在您的情况下它是 ArrayList of 3只有元素，所以额外的内存使用率很低）。
其次，为了维护以前访问过的元素的前缀，让我们创建一个不可变的助手 Prefix class:
private static class Prefix<T> {
final T value;
final Prefix<T> parent;
Prefix(Prefix<T> parent, T value) {
this.parent = parent;
this.value = value;
}
// put the whole prefix into given collection
<C extends Collection<T>> C addTo(C collection) {
if (parent != null)
parent.addTo(collection);
collection.add(value);
return collection;
}
}
这是一个非常简单的不可变链表，可以像这样使用：
List<String> list = new Prefix<>(new Prefix<>(new Prefix<>(null, "a"), "b"), "c")
.addTo(new ArrayList<>()); // [a, b, c];
接下来，让我们创建链接 flatMaps 的内部方法：
private static <T, C extends Collection<T>> Stream<C> comb(
List<? extends Collection<T>> values, int offset, Prefix<T> prefix,
Supplier<C> supplier) {
if (offset == values.size() - 1)
return values.get(offset).stream()
.map(e -> new Prefix<>(prefix, e).addTo(supplier.get()));
return values.get(offset).stream()
.flatMap(e -> comb(values, offset + 1, new Prefix<>(prefix, e), supplier));
}
看起来像递归，但更复杂：它不直接调用自身，而是传递调用外部方法的lambda。参数：
- 值：原始值的
List（在您的情况下为 new ArrayList<>(map.values)）。
- 偏移量：当前列表中的偏移量
- prefix：长度偏移的当前前缀（或
null if offset == 0）。它包含当前从集合 list.get(0)、list.get(1) 到 list.get(offset-1). 中选择的元素
- 供应商：创建结果集合的工厂方法。
当我们到达值列表的末尾 (offset == values.size() - 1) 时，我们使用供应商将最后一个集合的元素从值映射到最终组合。否则我们使用 flatMap 为每个中间元素扩大前缀并为下一个偏移再次调用 comb 方法。
最后是 public 使用此功能的方法：
public static <T, C extends Collection<T>> Stream<C> ofCombinations(
Collection<? extends Collection<T>> values, Supplier<C> supplier) {
if (values.isEmpty())
return Stream.empty();
return comb(new ArrayList<>(values), 0, null, supplier);
}
用法示例：
Map<String, Collection<String>> map = new LinkedHashMap<>(); // to preserve the order
map.put("A", Arrays.asList("a1", "a2", "a3", "a4"));
map.put("B", Arrays.asList("b1", "b2", "b3"));
map.put("C", Arrays.asList("c1", "c2"));
ofCombinations(map.values(), LinkedHashSet::new).forEach(System.out::println);
我们再次将个人组合收集到 LinkedHashSet 以保留顺序。您可以改用任何其他集合（例如 ArrayList::new）。
这是另一个解决方案，它没有像 Tagir 的示例那样使用 Streams 中的那么多功能；但是我认为它更直接：
public class Permutations {
transient List<Collection<String>> perms;
public List<Collection<String>> list(Map<String, Collection<String>> map) {
SortedMap<String, Collection<String>> sortedMap = new TreeMap<>();
sortedMap.putAll(map);
sortedMap.values().forEach((v) -> perms = expand(perms, v));
return perms;
}
private List<Collection<String>> expand(
List<Collection<String>> list, Collection<String> elements) {
List<Collection<String>> newList = new LinkedList<>();
if (list == null) {
elements.forEach((e) -> {
SortedSet<String> set = new TreeSet<>();
set.add(e);
newList.add(set);
});
} else {
list.forEach((set) ->
elements.forEach((e) -> {
SortedSet<String> newSet = new TreeSet<>();
newSet.addAll(set);
newSet.add(e);
newList.add(newSet);
}));
}
return newList;
}
}
如果您对元素的排序不感兴趣，可以删除 Sorted 前缀；不过，我认为如果所有内容都已排序，调试起来会更容易。
用法：
Permutations p = new Permutations();
List<Collection<String>> plist = p.list(map);
plist.forEach((s) -> System.out.println(s));
尽情享受吧！
主要对列表进行操作的解决方案，使事情变得更加简单。它在 flatMap 中进行递归调用，跟踪已经组合的元素和仍然缺失的元素集合，并将此嵌套递归构造的结果作为列表流提供：
import java.util.*;
import java.util.stream.Stream;
public class CartesianProduct {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Collection<String>> map =
new LinkedHashMap<String, Collection<String>>();
map.put("A", Arrays.asList("a1", "a2", "a3", "a4"));
map.put("B", Arrays.asList("b1", "b2", "b3"));
map.put("C", Arrays.asList("c1", "c2"));
ofCombinations(map.values()).forEach(System.out::println);
}
public static <T> Stream<List<T>> ofCombinations(
Collection<? extends Collection<T>> collections) {
return ofCombinations(
new ArrayList<Collection<T>>(collections),
Collections.emptyList());
}
private static <T> Stream<List<T>> ofCombinations(
List<? extends Collection<T>> collections, List<T> current) {
return collections.isEmpty() ? Stream.of(current) :
collections.get(0).stream().flatMap(e -> {
List<T> list = new ArrayList<T>(current);
list.add(e);
return ofCombinations(
collections.subList(1, collections.size()), list);
});
}
}
使用消费者函数 Class、List<T> 和 foreach
public void tester() {
String[] strs1 = {"2", "4", "9"};
String[] strs2 = {"9", "0", "5"};
//Final output is {"29", "49, 99", "20", "40", "90", "25", "45", "95"}
List<String> result = new ArrayList<>();
Consumer<String> consumer = (String str) -> result.addAll(
Arrays.stream(strs1).map(s -> s + str).collect(Collectors.toList()));
Arrays.stream(strs2).forEach(consumer);
System.out.println(result);
}
Java8 中的笛卡尔积与 forEach:
List<String> listA = Arrays.asList("0", "1");
List<String> listB = Arrays.asList("a", "b");
List<String> cartesianProduct = new ArrayList<>();
listA.forEach(a -> listB.forEach(b -> cartesianProduct.add(a + b)));
System.out.println(cartesianProduct);
// Output: [0a, 0b, 1a, 1b]
在循环中创建组合列表
List<String> cartesianProduct(List<List<String>> wordLists) {
List<String> cp = wordLists.get(0);
for (int i = 1; i < wordLists.size(); i++) {
List<String> secondList = wordLists.get(i);
List<String> combinedList = cp.stream()
.flatMap(s1 -> secondList.stream()
.map(s2 -> s1 + s2))
.collect(Collectors.toList());
cp = combinedList;
}
return cp;
}
我写了一个 class 实现 Iterable，并且只在内存中保存当前项目。如果需要，The Iterable as well as the Iterator 可以转换为 Stream。
class CartesianProduct<T> implements Iterable<List<T>> {
private final Iterable<? extends Iterable<T>> factors;
public CartesianProduct(final Iterable<? extends Iterable<T>> factors) {
this.factors = factors;
}
@Override
public Iterator<List<T>> iterator() {
return new CartesianProductIterator<>(factors);
}
}
class CartesianProductIterator<T> implements Iterator<List<T>> {
private final List<Iterable<T>> factors;
private final Stack<Iterator<T>> iterators;
private final Stack<T> current;
private List<T> next;
private int index = 0;
private void computeNext() {
while (true) {
if (iterators.get(index).hasNext()) {
current.add(iterators.get(index).next());
if (index == factors.size() - 1) {
next = new ArrayList<>(current);
current.pop();
return;
}
index++;
iterators.add(factors.get(index).iterator());
} else {
index--;
if (index < 0) {
return;
}
iterators.pop();
current.pop();
}
}
}
public CartesianProductIterator(final Iterable<? extends Iterable<T>> factors) {
this.factors = StreamSupport.stream(factors.spliterator(), false)
.collect(Collectors.toList());
iterators = new Stack<>();
current = new Stack<>();
if (this.factors.size() == 0) {
index = -1;
} else {
iterators.add(this.factors.get(0).iterator());
computeNext();
}
}
@Override
public boolean hasNext() {
if (next == null && index >= 0) {
computeNext();
}
return next != null;
}
@Override
public List<T> next() {
if (!hasNext()) {
throw new IllegalStateException();
}
var result = next;
next = null;
return result;
}
}
虽然它不是 Stream 解决方案，但 Guava 的 com.google.common.collect.Sets 可以为您做到这一点。
Set<List<String>> result = Sets.cartesianProduct(
Set.of("a1", "a2"), Set.of("b1", "b2"), Set.of("c1", "c2"));
一个更简单的答案，适用于您只想获得两个集合元素的笛卡尔积的更简单情况。
下面是一些使用 flatMap 生成两个短列表的笛卡尔积的代码：
public static void main(String[] args) {
List<Integer> aList = Arrays.asList(1, 2, 3);
List<Integer> bList = Arrays.asList(4, 5, 6);
Stream<List<Integer>> product = aList.stream().flatMap(a ->
bList.stream().flatMap(b ->
Stream.of(Arrays.asList(a, b))));
product.forEach(p -> { System.out.println(p); });
// prints:
// [1, 4]
// [1, 5]
// [1, 6]
// [2, 4]
// [2, 5]
// [2, 6]
// [3, 4]
// [3, 5]
// [3, 6]
}
如果您想添加更多集合，只需将流进一步嵌套：
aList.stream().flatMap(a ->
bList.stream().flatMap(b ->
cList.stream().flatMap(c ->
Stream.of(Arrays.asList(a, b, c)))));
您可以使用Stream.reduce方法如下。
Map<String, List<String>> map = new LinkedHashMap<>();
map.put("A", List.of("a1", "a2", "a3"));
map.put("B", List.of("b1", "b2", "b3"));
map.put("C", List.of("c1", "c2", "c3"));
List<List<String>> cartesianProduct = map.values().stream()
// represent each list element as a singleton list
.map(list -> list.stream().map(Collections::singletonList)
.collect(Collectors.toList()))
// reduce the stream of lists to a single list by
// sequentially summing pairs of elements of two lists
.reduce((list1, list2) -> list1.stream()
// combinations of inner lists
.flatMap(first -> list2.stream()
// merge two inner lists into one
.map(second -> Stream.of(first, second)
.flatMap(List::stream)
.collect(Collectors.toList())))
// list of combinations
.collect(Collectors.toList()))
// List<List<String>>
.orElse(Collections.emptyList());
// column-wise output
int rows = 9;
IntStream.range(0, rows)
.mapToObj(i -> IntStream.range(0, cartesianProduct.size())
.filter(j -> j % rows == i)
.mapToObj(j -> cartesianProduct.get(j).toString())
.collect(Collectors.joining(" ")))
.forEach(System.out::println);
输出：
[a1, b1, c1] [a2, b1, c1] [a3, b1, c1]
[a1, b1, c2] [a2, b1, c2] [a3, b1, c2]
[a1, b1, c3] [a2, b1, c3] [a3, b1, c3]
[a1, b2, c1] [a2, b2, c1] [a3, b2, c1]
[a1, b2, c2] [a2, b2, c2] [a3, b2, c2]
[a1, b2, c3] [a2, b2, c3] [a3, b2, c3]
[a1, b3, c1] [a2, b3, c1] [a3, b3, c1]
[a1, b3, c2] [a2, b3, c2] [a3, b3, c2]
[a1, b3, c3] [a2, b3, c3] [a3, b3, c3]
另请参阅：
在一个流中使用嵌套循环的map-and-reduce方法
一个外部流可以很容易地转换为 parallel - 这在某些情况下可以减少计算时间。内部迭代是用循环实现的。
/**
* @param map a map of lists
* @param <T> the type of the elements
* @return the Cartesian product of map values
*/
public static <T> List<List<T>> cartesianProduct(Map<T, List<T>> map) {
// check if incoming data is not null
if (map == null) return Collections.emptyList();
return map.values().stream().parallel()
// non-null and non-empty lists
.filter(list -> list != null && list.size() > 0)
// represent each list element as a singleton list
.map(list -> {
List<List<T>> nList = new ArrayList<>(list.size());
for (T e : list) nList.add(Collections.singletonList(e));
return nList;
})
// summation of pairs of inner lists
.reduce((list1, list2) -> {
// number of combinations
int size = list1.size() * list2.size();
// list of combinations
List<List<T>> list = new ArrayList<>(size);
for (List<T> inner1 : list1)
for (List<T> inner2 : list2) {
List<T> inner = new ArrayList<>();
inner.addAll(inner1);
inner.addAll(inner2);
list.add(inner);
}
return list;
}).orElse(Collections.emptyList());
}
public static void main(String[] args) {
Map<String, List<String>> map = new LinkedHashMap<>();
map.put("A", Arrays.asList("A1", "A2", "A3", "A4"));
map.put("B", Arrays.asList("B1", "B2", "B3"));
map.put("C", Arrays.asList("C1", "C2"));
List<List<String>> cp = cartesianProduct(map);
// column-wise output
int rows = 6;
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cp.size(); j++)
System.out.print(j % rows == i ? cp.get(j) + " " : "");
System.out.println();
}
}
输出：
[A1, B1, C1] [A2, B1, C1] [A3, B1, C1] [A4, B1, C1]
[A1, B1, C2] [A2, B1, C2] [A3, B1, C2] [A4, B1, C2]
[A1, B2, C1] [A2, B2, C1] [A3, B2, C1] [A4, B2, C1]
[A1, B2, C2] [A2, B2, C2] [A3, B2, C2] [A4, B2, C2]
[A1, B3, C1] [A2, B3, C1] [A3, B3, C1] [A4, B3, C1]
[A1, B3, C2] [A2, B3, C2] [A3, B3, C2] [A4, B3, C2]
另请参阅：How to get Cartesian product from multiple lists?
我有以下 collection 类型：
Map<String, Collection<String>> map;
我想从每个键的 collection 中的单个值创建每个 map.size() 的唯一组合。
例如，假设地图如下所示：
A, {a1, a2, a3, ..., an}
B, {b1, b2, b3, ..., bn}
C, {c1, c2, c3, ..., cn}
我想得到的结果是 List<Set<String>> 结果，看起来类似于（排序并不重要，它只需要是包含所有可能组合的 'complete' 结果）：
{a1, b1, c1},
{a1, b1, c2},
{a1, b1, c3},
{a1, b2, c1},
{a1, b2, c2},
{a1, b2, c3},
...
{a2, b1, c1},
{a2, b1, c2},
...
{a3, b1, c1},
{a3, b1, c2},
...
{an, bn, cn}
这基本上是一个计数问题，但我想看看是否可以使用 Java 8 个流来解决问题。
您可以使用递归 flatMap 链来解决这个问题。
首先，因为我们需要通过地图值来回移动，最好将它们复制到 ArrayList（这不是深层复制，在您的情况下它是 ArrayList of 3只有元素，所以额外的内存使用率很低）。
其次，为了维护以前访问过的元素的前缀，让我们创建一个不可变的助手 Prefix class:
private static class Prefix<T> {
final T value;
final Prefix<T> parent;
Prefix(Prefix<T> parent, T value) {
this.parent = parent;
this.value = value;
}
// put the whole prefix into given collection
<C extends Collection<T>> C addTo(C collection) {
if (parent != null)
parent.addTo(collection);
collection.add(value);
return collection;
}
}
这是一个非常简单的不可变链表，可以像这样使用：
List<String> list = new Prefix<>(new Prefix<>(new Prefix<>(null, "a"), "b"), "c")
.addTo(new ArrayList<>()); // [a, b, c];
接下来，让我们创建链接 flatMaps 的内部方法：
private static <T, C extends Collection<T>> Stream<C> comb(
List<? extends Collection<T>> values, int offset, Prefix<T> prefix,
Supplier<C> supplier) {
if (offset == values.size() - 1)
return values.get(offset).stream()
.map(e -> new Prefix<>(prefix, e).addTo(supplier.get()));
return values.get(offset).stream()
.flatMap(e -> comb(values, offset + 1, new Prefix<>(prefix, e), supplier));
}
看起来像递归，但更复杂：它不直接调用自身，而是传递调用外部方法的lambda。参数：
- 值：原始值的
List（在您的情况下为new ArrayList<>(map.values)）。 - 偏移量：当前列表中的偏移量
- prefix：长度偏移的当前前缀（或
nullifoffset == 0）。它包含当前从集合list.get(0)、list.get(1)到list.get(offset-1). 中选择的元素
- 供应商：创建结果集合的工厂方法。
当我们到达值列表的末尾 (offset == values.size() - 1) 时，我们使用供应商将最后一个集合的元素从值映射到最终组合。否则我们使用 flatMap 为每个中间元素扩大前缀并为下一个偏移再次调用 comb 方法。
最后是 public 使用此功能的方法：
public static <T, C extends Collection<T>> Stream<C> ofCombinations(
Collection<? extends Collection<T>> values, Supplier<C> supplier) {
if (values.isEmpty())
return Stream.empty();
return comb(new ArrayList<>(values), 0, null, supplier);
}
用法示例：
Map<String, Collection<String>> map = new LinkedHashMap<>(); // to preserve the order
map.put("A", Arrays.asList("a1", "a2", "a3", "a4"));
map.put("B", Arrays.asList("b1", "b2", "b3"));
map.put("C", Arrays.asList("c1", "c2"));
ofCombinations(map.values(), LinkedHashSet::new).forEach(System.out::println);
我们再次将个人组合收集到 LinkedHashSet 以保留顺序。您可以改用任何其他集合（例如 ArrayList::new）。
这是另一个解决方案，它没有像 Tagir 的示例那样使用 Streams 中的那么多功能；但是我认为它更直接：
public class Permutations {
transient List<Collection<String>> perms;
public List<Collection<String>> list(Map<String, Collection<String>> map) {
SortedMap<String, Collection<String>> sortedMap = new TreeMap<>();
sortedMap.putAll(map);
sortedMap.values().forEach((v) -> perms = expand(perms, v));
return perms;
}
private List<Collection<String>> expand(
List<Collection<String>> list, Collection<String> elements) {
List<Collection<String>> newList = new LinkedList<>();
if (list == null) {
elements.forEach((e) -> {
SortedSet<String> set = new TreeSet<>();
set.add(e);
newList.add(set);
});
} else {
list.forEach((set) ->
elements.forEach((e) -> {
SortedSet<String> newSet = new TreeSet<>();
newSet.addAll(set);
newSet.add(e);
newList.add(newSet);
}));
}
return newList;
}
}
如果您对元素的排序不感兴趣，可以删除 Sorted 前缀；不过，我认为如果所有内容都已排序，调试起来会更容易。
用法：
Permutations p = new Permutations();
List<Collection<String>> plist = p.list(map);
plist.forEach((s) -> System.out.println(s));
尽情享受吧！
主要对列表进行操作的解决方案，使事情变得更加简单。它在 flatMap 中进行递归调用，跟踪已经组合的元素和仍然缺失的元素集合，并将此嵌套递归构造的结果作为列表流提供：
import java.util.*;
import java.util.stream.Stream;
public class CartesianProduct {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Collection<String>> map =
new LinkedHashMap<String, Collection<String>>();
map.put("A", Arrays.asList("a1", "a2", "a3", "a4"));
map.put("B", Arrays.asList("b1", "b2", "b3"));
map.put("C", Arrays.asList("c1", "c2"));
ofCombinations(map.values()).forEach(System.out::println);
}
public static <T> Stream<List<T>> ofCombinations(
Collection<? extends Collection<T>> collections) {
return ofCombinations(
new ArrayList<Collection<T>>(collections),
Collections.emptyList());
}
private static <T> Stream<List<T>> ofCombinations(
List<? extends Collection<T>> collections, List<T> current) {
return collections.isEmpty() ? Stream.of(current) :
collections.get(0).stream().flatMap(e -> {
List<T> list = new ArrayList<T>(current);
list.add(e);
return ofCombinations(
collections.subList(1, collections.size()), list);
});
}
}
使用消费者函数 Class、List<T> 和 foreach
public void tester() {
String[] strs1 = {"2", "4", "9"};
String[] strs2 = {"9", "0", "5"};
//Final output is {"29", "49, 99", "20", "40", "90", "25", "45", "95"}
List<String> result = new ArrayList<>();
Consumer<String> consumer = (String str) -> result.addAll(
Arrays.stream(strs1).map(s -> s + str).collect(Collectors.toList()));
Arrays.stream(strs2).forEach(consumer);
System.out.println(result);
}
Java8 中的笛卡尔积与 forEach:
List<String> listA = Arrays.asList("0", "1");
List<String> listB = Arrays.asList("a", "b");
List<String> cartesianProduct = new ArrayList<>();
listA.forEach(a -> listB.forEach(b -> cartesianProduct.add(a + b)));
System.out.println(cartesianProduct);
// Output: [0a, 0b, 1a, 1b]
在循环中创建组合列表
List<String> cartesianProduct(List<List<String>> wordLists) {
List<String> cp = wordLists.get(0);
for (int i = 1; i < wordLists.size(); i++) {
List<String> secondList = wordLists.get(i);
List<String> combinedList = cp.stream()
.flatMap(s1 -> secondList.stream()
.map(s2 -> s1 + s2))
.collect(Collectors.toList());
cp = combinedList;
}
return cp;
}
我写了一个 class 实现 Iterable，并且只在内存中保存当前项目。如果需要，The Iterable as well as the Iterator 可以转换为 Stream。
class CartesianProduct<T> implements Iterable<List<T>> {
private final Iterable<? extends Iterable<T>> factors;
public CartesianProduct(final Iterable<? extends Iterable<T>> factors) {
this.factors = factors;
}
@Override
public Iterator<List<T>> iterator() {
return new CartesianProductIterator<>(factors);
}
}
class CartesianProductIterator<T> implements Iterator<List<T>> {
private final List<Iterable<T>> factors;
private final Stack<Iterator<T>> iterators;
private final Stack<T> current;
private List<T> next;
private int index = 0;
private void computeNext() {
while (true) {
if (iterators.get(index).hasNext()) {
current.add(iterators.get(index).next());
if (index == factors.size() - 1) {
next = new ArrayList<>(current);
current.pop();
return;
}
index++;
iterators.add(factors.get(index).iterator());
} else {
index--;
if (index < 0) {
return;
}
iterators.pop();
current.pop();
}
}
}
public CartesianProductIterator(final Iterable<? extends Iterable<T>> factors) {
this.factors = StreamSupport.stream(factors.spliterator(), false)
.collect(Collectors.toList());
iterators = new Stack<>();
current = new Stack<>();
if (this.factors.size() == 0) {
index = -1;
} else {
iterators.add(this.factors.get(0).iterator());
computeNext();
}
}
@Override
public boolean hasNext() {
if (next == null && index >= 0) {
computeNext();
}
return next != null;
}
@Override
public List<T> next() {
if (!hasNext()) {
throw new IllegalStateException();
}
var result = next;
next = null;
return result;
}
}
虽然它不是 Stream 解决方案，但 Guava 的 com.google.common.collect.Sets 可以为您做到这一点。
Set<List<String>> result = Sets.cartesianProduct(
Set.of("a1", "a2"), Set.of("b1", "b2"), Set.of("c1", "c2"));
一个更简单的答案，适用于您只想获得两个集合元素的笛卡尔积的更简单情况。
下面是一些使用 flatMap 生成两个短列表的笛卡尔积的代码：
public static void main(String[] args) {
List<Integer> aList = Arrays.asList(1, 2, 3);
List<Integer> bList = Arrays.asList(4, 5, 6);
Stream<List<Integer>> product = aList.stream().flatMap(a ->
bList.stream().flatMap(b ->
Stream.of(Arrays.asList(a, b))));
product.forEach(p -> { System.out.println(p); });
// prints:
// [1, 4]
// [1, 5]
// [1, 6]
// [2, 4]
// [2, 5]
// [2, 6]
// [3, 4]
// [3, 5]
// [3, 6]
}
如果您想添加更多集合，只需将流进一步嵌套：
aList.stream().flatMap(a ->
bList.stream().flatMap(b ->
cList.stream().flatMap(c ->
Stream.of(Arrays.asList(a, b, c)))));
您可以使用Stream.reduce方法如下。
Map<String, List<String>> map = new LinkedHashMap<>();
map.put("A", List.of("a1", "a2", "a3"));
map.put("B", List.of("b1", "b2", "b3"));
map.put("C", List.of("c1", "c2", "c3"));
List<List<String>> cartesianProduct = map.values().stream()
// represent each list element as a singleton list
.map(list -> list.stream().map(Collections::singletonList)
.collect(Collectors.toList()))
// reduce the stream of lists to a single list by
// sequentially summing pairs of elements of two lists
.reduce((list1, list2) -> list1.stream()
// combinations of inner lists
.flatMap(first -> list2.stream()
// merge two inner lists into one
.map(second -> Stream.of(first, second)
.flatMap(List::stream)
.collect(Collectors.toList())))
// list of combinations
.collect(Collectors.toList()))
// List<List<String>>
.orElse(Collections.emptyList());
// column-wise output
int rows = 9;
IntStream.range(0, rows)
.mapToObj(i -> IntStream.range(0, cartesianProduct.size())
.filter(j -> j % rows == i)
.mapToObj(j -> cartesianProduct.get(j).toString())
.collect(Collectors.joining(" ")))
.forEach(System.out::println);
输出：
[a1, b1, c1] [a2, b1, c1] [a3, b1, c1]
[a1, b1, c2] [a2, b1, c2] [a3, b1, c2]
[a1, b1, c3] [a2, b1, c3] [a3, b1, c3]
[a1, b2, c1] [a2, b2, c1] [a3, b2, c1]
[a1, b2, c2] [a2, b2, c2] [a3, b2, c2]
[a1, b2, c3] [a2, b2, c3] [a3, b2, c3]
[a1, b3, c1] [a2, b3, c1] [a3, b3, c1]
[a1, b3, c2] [a2, b3, c2] [a3, b3, c2]
[a1, b3, c3] [a2, b3, c3] [a3, b3, c3]
另请参阅：
在一个流中使用嵌套循环的map-and-reduce方法
一个外部流可以很容易地转换为 parallel - 这在某些情况下可以减少计算时间。内部迭代是用循环实现的。
/**
* @param map a map of lists
* @param <T> the type of the elements
* @return the Cartesian product of map values
*/
public static <T> List<List<T>> cartesianProduct(Map<T, List<T>> map) {
// check if incoming data is not null
if (map == null) return Collections.emptyList();
return map.values().stream().parallel()
// non-null and non-empty lists
.filter(list -> list != null && list.size() > 0)
// represent each list element as a singleton list
.map(list -> {
List<List<T>> nList = new ArrayList<>(list.size());
for (T e : list) nList.add(Collections.singletonList(e));
return nList;
})
// summation of pairs of inner lists
.reduce((list1, list2) -> {
// number of combinations
int size = list1.size() * list2.size();
// list of combinations
List<List<T>> list = new ArrayList<>(size);
for (List<T> inner1 : list1)
for (List<T> inner2 : list2) {
List<T> inner = new ArrayList<>();
inner.addAll(inner1);
inner.addAll(inner2);
list.add(inner);
}
return list;
}).orElse(Collections.emptyList());
}
public static void main(String[] args) {
Map<String, List<String>> map = new LinkedHashMap<>();
map.put("A", Arrays.asList("A1", "A2", "A3", "A4"));
map.put("B", Arrays.asList("B1", "B2", "B3"));
map.put("C", Arrays.asList("C1", "C2"));
List<List<String>> cp = cartesianProduct(map);
// column-wise output
int rows = 6;
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cp.size(); j++)
System.out.print(j % rows == i ? cp.get(j) + " " : "");
System.out.println();
}
}
输出：
[A1, B1, C1] [A2, B1, C1] [A3, B1, C1] [A4, B1, C1]
[A1, B1, C2] [A2, B1, C2] [A3, B1, C2] [A4, B1, C2]
[A1, B2, C1] [A2, B2, C1] [A3, B2, C1] [A4, B2, C1]
[A1, B2, C2] [A2, B2, C2] [A3, B2, C2] [A4, B2, C2]
[A1, B3, C1] [A2, B3, C1] [A3, B3, C1] [A4, B3, C1]
[A1, B3, C2] [A2, B3, C2] [A3, B3, C2] [A4, B3, C2]
另请参阅：How to get Cartesian product from multiple lists?