从含部分±组合的数据框提取合法高阶组合的R实现需求

问题背景 #

我的需求是从包含n个标记（列对应标记）的±组合数据框中，提取仅能从输入衍生的1阶、2阶（示例中总标记数为3）等高阶组合，但之前参考的某问题解决方案会生成非法组合，不符合要求。

输入数据 #

输入数据框示例代码：

in_df <- data.frame(M1=c('-','+','+','-'), M2=c('-','-','+','-'), M3=c('+','-','-','-'))

数据结构如下：

>   in_df
  M1 M2 M3
1  -  -  +
2  +  -  -
3  +  +  -
4  -  -  -

原方法的问题 #

我使用了以下函数生成高阶组合：

nullgrid_expand_dt <- function(df, ...){
  as.data.frame(do.call(data.table::CJ, args = c(as.list(df[c(NA, seq_len(nrow(df))), ]),
                        sorted = FALSE,
                        unique = TRUE)))
}
#
out_df <- nullgrid_expand_dt(in_df)

但该函数会生成所有可能的高阶组合，包括输入中不存在的低阶组合（如+/+/+或-/+/+）衍生出的非法项（如NA/+/+、-/+/NA等），这些项无法从输入数据衍生，不符合需求。

非法输出示例（标记X的为非法行） #

>   out_df
     M1   M2   M3
1  <NA> <NA> <NA>   X
2  <NA> <NA>    +
3  <NA> <NA>    -
4  <NA>    - <NA>
5  <NA>    -    +
6  <NA>    -    -
7  <NA>    + <NA>
8  <NA>    +    +   X
9  <NA>    +    -
10    - <NA> <NA>
11    - <NA>    +
12    - <NA>    -
13    -    - <NA>
14    -    -    +
15    -    -    -
16    -    + <NA>   X
17    -    +    +   X
18    -    +    -   X
19    + <NA> <NA>
20    + <NA>    +   X
21    + <NA>    -
22    +    - <NA>
23    +    -    +   X
24    +    -    -
25    +    + <NA>
26    +    +    +   X
27    +    +    -

核心需求 #

需要修改nullgrid_expand_dt函数，实现：

• 仅保留从输入存在的组合衍生出的高阶组合
• 支持任意数量的标记（列）
• 处理效率高效

内容的提问来源于stack exchange，提问作者DaniCee