Python实现从短列表生成指定长度的可重复排列组合

你要的其实是输入列表与自身进行n次笛卡尔积（n为指定长度），Python标准库中的itertools.product是最高效的实现方式，完全能解决超时问题——因为它是基于C底层实现的，比纯Python递归/循环快几个数量级。

直接使用itertools.product #

代码示例：

import itertools

def generate_repeatable_permutations(input_list, length):
    # product返回元组迭代器，转成列表即可
    return [list(item) for item in itertools.product(input_list, repeat=length)]

# 测试示例
input_list = [1, 2]
target_length = 3
result = generate_repeatable_permutations(input_list, target_length)
print(result)

输出结果完全符合你的期望：
[[1, 1, 1], [1, 1, 2], [1, 2, 1], [1, 2, 2], [2, 1, 1], [2, 1, 2], [2, 2, 1], [2, 2, 2]]

为什么之前的方法会超时？ #

如果你之前用的是纯Python实现的递归、嵌套循环或者手动拼接组合，这类方法在列表元素多、目标长度大时，会因为Python解释器的额外开销导致速度急剧下降。而itertools.product直接调用C级别的循环，避免了这些冗余操作，性能提升非常明显。

手动实现（仅作参考，不推荐用于性能敏感场景） #

如果因为某些限制不能使用itertools，可以用递归优化实现，但效率远不如标准库：

def generate_repeatable_permutations(input_list, length):
    if length == 0:
        return [[]]
    prev_result = generate_repeatable_permutations(input_list, length - 1)
    return [item + [num] for item in prev_result for num in input_list]

# 测试
input_list = [1,2]
print(generate_repeatable_permutations(input_list, 3))

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sherif Emad