笛卡尔积 笛卡尔机 笛卡儿积(笛卡尔积)

本文详细解析了笛卡尔积的概念,通过实例展示了两个集合相乘的结果,并提供了一种使用递归回溯法的Java程序实现方式,帮助读者深入理解笛卡尔积的运算过程。

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首先,先简单解释一下笛卡尔积。

现在,我们有两个集合A和B。

A = {0,1}     B = {2,3,4}

集合 A×B 和 B×A的结果集就可以分别表示为以下这种形式:

A×B = {(0,2),(1,2),(0,3),(1,3),(0,4),(1,4)};

B×A = {(2,0),(2,1),(3,0),(3,1),(4,0),(4,1)};

以上A×B和B×A的结果就可以叫做两个集合相乘的‘笛卡尔积’。

程序实现


public class Solution {

    public List<List<String>> descartes(List<List<String>> dimValue) {
        List<List<String>> res = new ArrayList<>();
        if (dimValue == null || dimValue.size() == 0)
            return res;
        backtrace(dimValue, 0, res, new ArrayList<>());
        return res;

    }

    /**
     * 递归回溯法求解
     *
     * @param dimValue 原始数据集合
     * @param index 当前执行的集合索引
     * @param result 结果集合
     * @param curList 当前的单个结果集
     */
    private void backtrace(List<List<String>> dimValue, int index,
                           List<List<String>> result, List<String> curList) {

        if (curList.size() == dimValue.size())
            result.add(new ArrayList<>(curList));
        else
            for (int j = 0; j < dimValue.get(index).size(); j++) {
                curList.add(dimValue.get(index).get(j));
                backtrace(dimValue, index + 1, result, curList);
                curList.remove(curList.size() - 1);
            }

    }

测试方法

public static void main(String[] args) {
        List<String> list1 = new ArrayList<String>();
        list1.add("a");
        list1.add("b");
        List<String> list2 = new ArrayList<String>();
        list2.add("0");
        list2.add("1");
        list2.add("2");
        List<List<String>> dimValue = new ArrayList<List<String>>();
        dimValue.add(list1);
        dimValue.add(list2);

        // 递归实现笛卡尔积
        Solution s = new Solution();
        List<List<String>> res = s.descartes(dimValue);
        System.out.println("递归实现笛卡尔乘积: 共 " + res.size() + " 个结果");
        for (List<String> list : res) {
            for (String string : list) {
                System.out.print(string + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }

结果

递归实现笛卡尔乘积: 共 6 个结果
a 0 
a 1 
a 2 
b 0 
b 1 
b 2 

 

### SQL 中笛卡尔积的原因及避免方法 #### 笛卡尔积的概念 在关系型数据库中,当两个表进行 `JOIN` 操作时未指定任何连接条件,则会生成所有可能的行组合。这种结果被称为 **笛卡尔积**[^1]。具体而言,假设表 A 有 m 行记录,表 B 有 n 行记录,在不设置过滤条件的情况下,最终的结果集中会有 \(m \times n\) 条记录。 #### 导致笛卡尔积的原因 笛卡尔积的主要原因是缺少有效的连接条件或筛选逻辑。例如: - 使用多个表查询时,未通过 `WHERE` 子句定义明确的关系; - 查询语句中省略了必要的约束条件,使得每一条记录都被视为与其他表中的所有记录匹配[^3]。 #### 避免笛卡尔积的方法 为了避免笛卡尔积带来的性能问题以及过大的结果集,可以采取以下措施: 1. **显式声明 JOIN 条件** 在多表联结操作中,始终提供清晰的连接条件。例如,使用标准语法如下所示: ```sql SELECT a.column_name, b.column_name FROM table_a AS a INNER JOIN table_b AS b ON a.common_column = b.common_column; ``` 2. **利用 WHERE 子句限定范围** 如果采用旧式的逗号分隔方式书写跨表查询,务必加入 `WHERE` 子句来减少无意义的配对行为。典型写法为: ```sql SELECT column_list FROM table_1, table_2 WHERE table_1.key_column = table_2.foreign_key; ``` 3. **优化索引结构** 对频繁参与关联运算的关键字段建立合适的索引能够显著提升效率并降低意外发生全量扫描的概率[^4]。 4. **控制输入规模** 当处理小型表格间交互时可适当容忍一定限度内的笛卡尔效应;然而面对海量级数据源则需格外谨慎对待每一个潜在风险点[^2]。 5. **合理选用集合操作符** 虽然 UNION 和 UNION ALL 不直接影响到是否形成笛卡儿乘积本身,但在某些场景下它们的选择会影响整体执行计划从而间接影响表现形式[^5]。 ```sql -- Example of using UNION to combine results without duplicates. SELECT id,name FROM employees UNION SELECT emp_id,fname FROM staff; -- Using UNION ALL which does not remove duplicate rows and may be faster than UNION. SELECT id,name FROM employees UNION ALL SELECT emp_id,fname FROM staff; ``` 以上就是关于如何理解和规避SQL查询过程中可能出现的笛卡尔积现象的相关介绍。
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