JavaScript 实现笛卡尔积算法详解

作者:拾光时间:2026-10-30 17:54:13浏览:435

本文详细介绍如何使用 JavaScript 实现数学集合的笛卡尔积运算。通过处理单数组、双数组及多数组场景,利用递归或迭代策略生成有序对与 n 元组。文章提供完整的工具类代码及 HTML 测试用例,帮助开发者快速掌握该算法在实际业务中的应用。

JavaScript 实现笛卡尔积算法

JavaScript 实现笛卡尔积算法

需要特别说明的是,文中所指的“集合”概念源自数学定义,而非 ES6 标准中的 Set 对象。

整体实现逻辑如下:

  1. 函数接收一个二维数组作为输入,其中每个子数组代表一个参与计算的集合。最终返回一个二维数组,其内部每个子数组即为计算得出的有序对或 n 元有序组。
  2. 若输入仅包含一个集合,为了保持接口兼容性,返回格式为 [[a],[b]...] 形式的二维数组。
  3. 当输入仅包含两个集合时,直接通过普通的嵌套循环即可计算出结果。
  4. 若输入包含三个或更多集合,算法策略为先计算最后两个集合的笛卡尔积,随后依次将前面的集合与前述结果进行合并计算。

核心代码实现

具体实现代码如下:

descartes.js


/**
 * Created by Hawk on 2016/6/18.
 */
var DescartesUtils = {

  /**
   * 如果传入的参数只有一个数组,求笛卡尔积结果
   * @param arr1 一维数组
   * @returns {Array}
   */
  descartes1:function(arr1){
    // 返回结果,是一个二维数组
    var result = [];
    var i = 0;
    for (i = 0; i < arr1.length; i++) {
      var item1 = arr1[i];
      result.push([item1]);
    }
    return result;
  },

  /**
   * 如果传入的参数只有两个数组,求笛卡尔积结果
   * @param arr1 一维数组
   * @param arr2 一维数组
   * @returns {Array}
   */
  descartes2: function(arr1, arr2) {
    // 返回结果,是一个二维数组
    var result = [];
    var i = 0, j = 0;
    for (i = 0; i < arr1.length; i++) {
      var item1 = arr1[i];
      for (j = 0; j < arr2.length; j++) {
        var item2 = arr2[j];
        result.push([item1, item2]);
      }
    }
    return result;
  },

  /**
   *
   * @param arr2D 二维数组
   * @param arr1D 一维数组
   * @returns {Array}
   */
  descartes2DAnd1D: function(arr2D, arr1D) {
    var i = 0, j = 0;
    // 返回结果,是一个二维数组
    var result = [];

    for (i = 0; i < arr2D.length; i++) {
      var arrOf2D = arr2D[i];
      for (j = 0; j < arr1D.length; j++) {
        var item1D = arr1D[j];
        result.push(arrOf2D.concat(item1D));
      }
    }

    return result;
  },

  descartes3: function(list) {
    var listLength = list.length;
    var i = 0, j = 0;
    // 返回结果,是一个二维数组
    var result = [];
    // 为了便于观察,采用这种顺序
    var arr2D = DescartesUtils.descartes2(list[0], list[1]);
    for (i = 2; i < listLength; i++) {
      var arrOfList = list[i];
      arr2D = DescartesUtils.descartes2DAnd1D(arr2D, arrOfList);
    }
    return arr2D;
  },

  //笛卡儿积组合
  descartes: function(list)
  {
    if (!list) {
      return [];
    }
    if (list.length <= 0) {
      return [];
    }
    if (list.length == 1) {
      return DescartesUtils.descartes1(list[0]);
    }
    if (list.length == 2) {
      return DescartesUtils.descartes2(list[0], list[1]);
    }
    if (list.length >= 3) {
      return DescartesUtils.descartes3(list);
    }
  }

};

descartes.html


<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title></title>
  <script type="text/javascript" src="descartes.js"></script>
</head>
<body>


<div id="resultDiv"></div>
<script type="text/javascript">
  var arr1 = [1,2,3];
  var arr2 = ["a", "b", "c", "d"];
  var list = [arr1, arr2];
  var list2 = [
    [1,2,3],
    ["a", "b", "c"],
    ["A", "B"],
    ["啊","把","车","的"]
  ];
  var result = DescartesUtils.descartes(list2);

  var html = "";
  for (var i = 0; i < result.length; i++) {
    html = html + result[i].join(",") + "<br>";
  }
  document.getElementById("resultDiv").innerHTML = html;
</script>
</body>
</html>



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