如何在 Java 中计算任意多个集合的笛卡尔积？

Java 中任意数量集合的笛卡尔积

处理多个集合时，常见的操作是计算它们的笛卡尔积，生成一个包含所有可能的集合输入集中元素的组合。为了在 Java 中实现这一点，让我们探索一个处理任意数量集合的解决方案。

笛卡尔积的递归方法

以下递归 Java 方法 cartesianProduct 计算任意数量集合的笛卡尔积：

public static Set<Set<Object>> cartesianProduct(Set<?>... sets) {
    if (sets.length < 2)
        throw new IllegalArgumentException("Can't have a product of fewer than two sets (got " + sets.length + ")");

    return _cartesianProduct(0, sets);
}

递归辅助方法 _cartesianProduct 通过将每个集合中的元素迭代添加到累积集合来构造笛卡尔积：

private static Set<Set<Object>> _cartesianProduct(int index, Set<?>... sets) {
    Set<Set<Object>> ret = new HashSet<Set<Object>>();
    if (index == sets.length) {
        ret.add(new HashSet<Object>());
    } else {
        for (Object obj : sets[index]) {
            for (Set<Object> set : _cartesianProduct(index + 1, sets)) {
                set.add(obj);
                ret.add(set);
            }
        }
    }
    return ret;
}

示例用法

演示以下的用法对于此方法，请考虑问题中提供的示例，其中我们有三个包含类 Person、Gift 和的对象的集合礼物扩展。我们可以按如下方式获取这些集合的笛卡尔积：

Set<Person> persons = ...;
Set<Gift> gifts = ...;
Set<GiftExtension> giftExtensions = ...;

Set<Set<Object>> cartesianProduct = cartesianProduct(persons, gifts, giftExtensions);

生成的笛卡尔积将包含代表人员、礼物和礼物扩展的所有可能组合的集合。

通用类型信息

需要注意的是，Java 的类型系统不允许方法返回泛型类型具有任意数量的参数。这意味着，无论输入集中元素的类型如何，cartesianProduct 方法都会返回 Set>。

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