Как создать декартово произведение в Java?

Гуава 19+

Lists.cartesianProduct(List...)

Например:

List<Object> list1 = Arrays.asList("a", "b", "c");
List<Object> list2 = Arrays.asList("d", "e");
System.out.println(Lists.cartesianProduct(list1, list2));

Вывод:

[[a, d], [a, e], [b, d], [b, e], [c, d], [c, e]]

С Java8 потоками

List<String> a = Arrays.asList("a", "b", "c");
List<String> b = Arrays.asList("d", "e");
String[][] AB = a.stream()
        .flatMap(ai -> b.stream()
                .map(bi -> new String[]{ai, bi}))
        .toArray(String[][]::new);
System.out.println(Arrays.deepToString(AB));

выход

[[a, d], [a, e], [b, d], [b, e], [c, d], [c, e]]

Чтобы получить как List

List<List<String>> ll = a.stream()
        .flatMap(ai -> b.stream()
                .map(bi -> new ArrayList<>(Arrays.asList(ai, bi))))
        .collect(Collectors.toList());

С Iterable+Iterator:

import java.util.*;

class CartesianIterator <T> implements Iterator <List <T>> {

    private final List <List <T>> lilio;    
    private int current = 0;
    private final long last;

    public CartesianIterator (final List <List <T>> llo) {
        lilio = llo;
        long product = 1L;
        for (List <T> lio: lilio)
            product *= lio.size ();
        last = product;
    } 

    public boolean hasNext () {
        return current != last;
    }

    public List <T> next () {
        ++current;
        return get (current - 1, lilio);
    }

    public void remove () {
        ++current;
    }

    private List<T> get (final int n, final List <List <T>> lili) {
        switch (lili.size ())
        {
            case 0: return new ArrayList <T> (); // no break past return;
            default: {
                List <T> inner = lili.get (0);
                List <T> lo = new ArrayList <T> ();
                lo.add (inner.get (n % inner.size ()));
                lo.addAll (get (n / inner.size (), lili.subList (1, lili.size ())));
                return lo;
            }
        }
    }
}

class CartesianIterable <T> implements Iterable <List <T>> {

    private List <List <T>> lilio;  

    public CartesianIterable (List <List <T>> llo) {
        lilio = llo;
    }

    public Iterator <List <T>> iterator () {
        return new CartesianIterator <T> (lilio);
    }
}

Вы можете использовать их в упрощенном цикле for:

class CartesianIteratorTest {

    public static void main (String[] args) {
        List <Character> la = Arrays.asList (new Character [] {'a', 'b', 'c'});
        List <Character> lb = Arrays.asList (new Character [] {'d', 'e'});      
        List <List <Character>> llc = new ArrayList <List <Character>> ();
        llc.add (la);
        llc.add (lb);

        CartesianIterable <Character> ci = new CartesianIterable <Character> (llc);
        for (List<Character> lo: ci)
            show (lo);
    }

    public static void show (List <Character> lo) {
        System.out.print ("(");
        for (Object o: lo)
            System.out.print (o);
        System.out.println (")");
    }
}

Cartesian product of multiple lists using the map and reduce approach

• map представляет каждый элемент списка как одноэлементный список и указывает формат результата.

  Промежуточный вывод:

  [[a], [b], [c]]
  [[d], [e]]
  [[f]]
  

• reduce метод суммирует пары двумерных списков в один двумерный список.

  Окончательный вывод:

  [[a, d, f], [a, e, f], [b, d, f], [b, e, f], [c, d, f], [c, e, f]]
  

Попробуйте онлайн!

public static void main(String[] args) {
    List<String> a = Arrays.asList("a", "b", "c");
    List<String> b = Arrays.asList("d", "e");
    List<String> c = Arrays.asList("f");

    List<List<String>> cp = cartesianProduct(Arrays.asList(a, b, c));
    // output
    System.out.println(cp);
}

public static <T> List<List<T>> cartesianProduct(List<List<T>> lists) {
    // check if not null
    if (lists == null) return null;
    // cartesian product of multiple lists
    return lists.stream()
            // only those lists that are not null and not empty
            .filter(list -> list != null && list.size() > 0)
            // represent each list element as a singleton list
            .map(list -> list.stream().map(Collections::singletonList)
                    // Stream<List<List<T>>>
                    .collect(Collectors.toList()))
            // intermediate output
            .peek(System.out::println)
            // stream of lists into a single list
            .reduce((lst1, lst2) -> lst1.stream()
                    // combinations of inner lists
                    .flatMap(inner1 -> lst2.stream()
                            // concatenate into a single list
                            .map(inner2 -> Stream.of(inner1, inner2)
                                    .flatMap(List::stream)
                                    .collect(Collectors.toList())))
                    // list of combinations
                    .collect(Collectors.toList()))
            // otherwise an empty list
            .orElse(Collections.emptyList());
}

^{См. также: Декартово произведение произвольного числа наборов}

Используйте вложенные циклы for, которые будут иметь цикл для каждого ArrayList, как показано ниже. Я предполагаю, что у меня есть два ArrayList - intList и stringList. У меня может быть два вложенных цикла for (по одному для каждого списка) для создания перестановки.

for (Integer i : intList) {
    for (String s : stringList) {
        ...
    }
}

Используйте Guava... Вот пример декартова произведения списка на самого себя:

public static void main(String[] args) {
  //How to do a cartesian product of a List of items
  List<Integer> listToSelfMultiply = Arrays.asList(
      new Integer(1), new Integer(2), new Integer(3), new Integer(4));
  LinkedList<Integer> linkedListCopy = Lists.newLinkedList(listToSelfMultiply);
  for (Integer i : listToSelfMultiply) {
    if (linkedListCopy.size() == 1) {
      break;
    }
    linkedListCopy.remove();
    System.out.println("" + Arrays.deepToString(
        Lists.cartesianProduct(Arrays.asList(i), linkedListCopy).toArray()) + "");
    }
}