如何在Python3中获取集合列表的跨集合元组排列（排除同集合元组）

要实现需求，首先得给每个元组标记它所属的集合，这样才能判断两个元组是否来自同一集合，具体步骤如下：

1. 给每个元组绑定所属集合的索引标记：

from itertools import permutations

list_1 = [{(3, 4), (3, 1), (3, 3), (3, 2), (3, 5)}, {(9, 10), (9, 7), (9, 8), (9, 9)}, {(2, 9), (3, 9), (1, 9)}, {(6, 2), (5, 2)}, {(8, 3)}]

# 把元组和它所在集合的索引打包
tuples_with_group = []
for group_idx, group in enumerate(list_1):
    for tup in group:
        tuples_with_group.append((group_idx, tup))

2. 生成所有元组的排列，再用filter排除同集合的情况：

# 生成所有元组的两两有序排列
all_tuple_perms = permutations(tuples_with_group, 2)
# 过滤掉两个元组来自同一集合的结果
valid_perms = filter(lambda pair: pair[0][0] != pair[1][0], all_tuple_perms)
# 提取出纯元组对（去掉索引标记）
valid_tuple_pairs = [(p[0][1], p[1][1]) for p in valid_perms]

这种方法逻辑直观，但如果集合内元组数量较多，先生成所有排列再过滤会浪费资源，因为会产生大量不符合要求的同集合元组对。

既然只需要不同集合间的元组对，不如直接从源头生成符合要求的结果：先找出所有不同的集合有序对，再生成对应集合内元组的笛卡尔积，避免无用的同集合元组对生成。

from itertools import permutations, product

list_1 = [{(3, 4), (3, 1), (3, 3), (3, 2), (3, 5)}, {(9, 10), (9, 7), (9, 8), (9, 9)}, {(2, 9), (3, 9), (1, 9)}, {(6, 2), (5, 2)}, {(8, 3)}]

# 生成所有不同集合的有序对（比如(s1,s2)和(s2,s1)都会被包含，满足排列要求）
set_perms = permutations(list_1, 2)

# 对每个集合对，生成所有元组的有序组合
valid_tuple_pairs = []
for set_a, set_b in set_perms:
    # product(set_a, set_b) 会生成所有 (t_a, t_b)，其中t_a来自set_a，t_b来自set_b
    valid_tuple_pairs.extend(product(set_a, set_b))

这种方法无需过滤，直接生成目标结果，效率更高，适合元组数量较多的场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Niro