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Python Academy · Lektion

itertools: Kombinatorik

Erzeugen Sie Permutationen, Kombinationen und kartesische Produkte.

itertools: Kombinatorik ist eine kostenlose Python Academy-Lektion auf CoddyKit. Dies ist Lektion 2 von 4. Du kannst die komplette Lektion unten kostenlos lesen – dann übst du sie direkt im Browser mit einem integrierten Code-Editor und einem KI-Tutor rund um die Uhr. Sie ist Teil des Python Academy-Lernpfads, und dein Fortschritt wird über Web und CoddyKit-App synchronisiert. Der Python Academy-Kurs umfasst insgesamt 4 Lektionen.

Überblick über Kombinatorik

itertools stellt vier kombinatorische Funktionen bereit: product, permutations, combinations und combinations_with_replacement.

import itertools

# All orderings of 2 items from ABC
print(list(itertools.permutations("ABC", 2)))
# [(A,B),(A,C),(B,A),(B,C),(C,A),(C,B)]

product()

product(*iterables, repeat=1) berechnet das kartesische Produkt – gleichbedeutend mit verschachtelten for-Schleifen.

import itertools

print(list(itertools.product([1,2], ["a","b"])))
# [(1,"a"),(1,"b"),(2,"a"),(2,"b")]

# repeat=2 pairs each element with itself
print(list(itertools.product(range(2), repeat=2)))
# [(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)]

permutations()

permutations(it, r) liefert alle geordneten Anordnungen der Länge r. Gesamtzahl: P(n,r) = n!/(n-r)!.

import itertools

result = list(itertools.permutations([1,2,3], 2))
print(result)
# [(1,2),(1,3),(2,1),(2,3),(3,1),(3,2)]
print(len(result))  # 6

combinations()

combinations(it, r) liefert ungeordnete Auswahlen der Länge r ohne Wiederholung. Gesamtzahl: C(n,r) = n!/(r!(n-r)!).

import itertools

result = list(itertools.combinations([1,2,3,4], 2))
print(result)
# [(1,2),(1,3),(1,4),(2,3),(2,4),(3,4)]
print(len(result))  # 6

combinations_with_replacement()

combinations_with_replacement(it, r) erlaubt, dass ein Element in einer Kombination mehrfach vorkommt.

import itertools

result = list(itertools.combinations_with_replacement("AB", 2))
print(result)
# [(A,A),(A,B),(B,B)]

Zählen ohne Materialisierung

Verwenden Sie math.perm, math.comb oder die Abkürzung len() (funktioniert bei endlichen Ergebnissen), anstatt alle Elemente nur zum Zählen zu erzeugen.

import math

print(math.perm(10, 3))   # 720
print(math.comb(10, 3))   # 120

Passwort-/Schlüsselgenerierung

Kombinatorische Iteratoren eignen sich zum Erzeugen möglicher Schlüssel oder Testfälle, ohne alles in den Speicher laden zu müssen.

import itertools, string

chars = string.ascii_lowercase
# All 2-char lowercase combos:
for combo in itertools.combinations(chars, 2):
    pass  # process without materialising

Gitterkoordinaten mit product

Verwenden Sie product(range(rows), range(cols)), um ein zweidimensionales Gitter ohne verschachtelte Schleifen zu durchlaufen.

import itertools

for row, col in itertools.product(range(3), range(3)):
    print(f"({row},{col})", end=" ")

Alle Teilmengen testen

Erzeugen Sie alle Teilmengen einer Liste, indem Sie für jede Länge von 0 bis n über combinations iterieren.

import itertools

items = [1, 2, 3]
all_subsets = []
for r in range(len(items)+1):
    all_subsets.extend(itertools.combinations(items, r))
print(all_subsets)

Duplikate mit combinations vermeiden

Verwenden Sie combinations, um jedes Elementpaar genau einmal zu vergleichen und doppelte Vergleiche von (a,b) und (b,a) zu vermeiden.

import itertools

words = ["apple","apricot","banana","blueberry"]
for a, b in itertools.combinations(words, 2):
    if a[0] == b[0]:
        print(f"Same letter: {a}, {b}")

Überlegungen zur Performance

Kombinatorische Folgen wachsen sehr schnell. permutations(range(12)) erzeugt 479 Millionen Ergebnisse. Verwenden Sie immer Generatoren und materialisieren Sie nur, was Sie benötigen.

import itertools, math

n = 12
print(f"P(12,12) = {math.factorial(n):,}")   # 479,001,600
# Never: list(itertools.permutations(range(12)))
# Instead: iterate lazily and break early

Schnelltest

Welche itertools-Funktion erzeugt alle ungeordneten Paare (ohne Wiederholung) aus einer Sammlung?

Zusammenfassung

Verwenden Sie product für kartesische Produkte, permutations für geordnete Anordnungen, combinations für ungeordnete Teilmengen und combinations_with_replacement, wenn Elemente mehrfach vorkommen dürfen. Verarbeiten Sie kombinatorische Iteratoren immer verzögert.

Häufig gestellte Fragen

Ist die Lektion „itertools: Kombinatorik“ kostenlos?

Ja — der vollständige Text von „itertools: Kombinatorik“ ist hier im Web kostenlos zu lesen. Um sie interaktiv zu üben (integrierter Code-Editor und 24/7 KI-Tutor) und den Rest des Python Academy-Kurses freizuschalten, upgrade auf CoddyKit PRO. Der Python Academy-Kurs umfasst insgesamt 4 Lektionen.

Was lerne ich in „itertools: Kombinatorik“?

Erzeugen Sie Permutationen, Kombinationen und kartesische Produkte. Du übst Python Academy mit praktischem Code, den du direkt im Browser ausführst, und ein 24/7 KI-Tutor beantwortet deine Fragen während du die Lektion bearbeitest.

Brauche ich Erfahrung, um Python Academy zu starten?

Keine Vorkenntnisse erforderlich. Python Academy auf CoddyKit ist für Anfänger bis fortgeschrittene Lernende strukturiert, sodass du hier starten oder von Anfang an beginnen und in deinem eigenen Tempo voranschreiten kannst. Dies ist Lektion 2 von 4.

Wie lange dauert die Lektion „itertools: Kombinatorik“?

Die meisten CoddyKit-Lektionen dauern etwa 5–10 Minuten. Jede ist kompakt und interaktiv, sodass du stetig Fortschritte machst und genau dort weitermachst, wo du aufgehört hast – im Web und in der App.

Kann ich in dieser Python Academy-Lektion Code schreiben und ausführen?

Ja. Jede Python Academy-Lektion enthält einen integrierten Code-Editor, sodass du echten Code direkt in deinem Browser schreibst und ausführst und sofort KI-Feedback erhältst — ohne lokale Einrichtung erforderlich.

Alle Lektionen in diesem Kurs

  1. itertools: Unendliche und endliche Iteratoren
  2. itertools: Kombinatorik
  3. functools: partial und reduce
  4. functools: lru_cache und cached_property
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