Pythonic 嵌套 for - Python 中的循环

Question

我正在处理嵌套 for 循环的代码。 a_list 和 b_list 是元组列表，其中每个元组由两个张量 [(tens1, tens2), ...] 组成。我正在尝试计算a_list 中的每个tens1 与b_list 中的每个tens1 的相似性。下面是我的代码。嵌套循环似乎是一个瓶颈。有没有更好的方法（pythonic）我可以重写循环？

a2b= defaultdict(dict)
b2a= defaultdict(dict)
ab_sim = []

for a, vec_a in a_list:
    for b, vec_b in b_list:
        # Ignore combination if the first element in both a and b are same
        if a[0] == b[0]:
            continue
        # Calculate cosine similarity of combination
        sim = self.calculate_similarity(vec_a, vec_b )
        a2b[a][b] = sim
        b2a[b][a] = sim
        ab_sim.append(sim)

calculate_similarity 只是一种计算余弦相似度的方法。 a_list 和 b_list 可以是任意大小。我有 b2a 和 a2b 因为我需要它们来进行其他计算。

Answer 1

您可以使用字典理解：

a2b = {a: {b: self.calculate_similarity(vec_a, vec_b )
       for (b, vec_b) in b_list if a[0] != b[0]} for (a, vec_a) in a_list}

Answer 2

你也可以使用product from itertools:

from itertools import product
result = {(a,b): self.calculate_similarity(vec_a, vec_b) 
          if a[0] != b[0] else 1 
          for ((a, vec_a) ,(b, vec_b)) in product(a_list, b_list)}

请注意，您会得到一个带有元组索引的字典，而不是两个冗余字典。

已编辑：要恢复这两个字典，您可以使用字典理解：

a2b = {a: {_b:v for (_a,_b), v in result.items() if _a==a} for (a,b) in result.keys()}
b2a = {b: {_a:v for (_a,_b), v in result.items() if _b==b} for (a,b) in result.keys()}

要获取相似度值列表，可以使用ab_sim = list(result.values())

Answer 3

我认为存储这些信息最自然的方式是在矩阵中

from random import random
import numpy as np
n=3
a=[ (n*np.random.rand(n)//1, n*np.random.rand(n)//1) for _ in range(3) ]
b=[ (n*np.random.rand(n)//1, n*np.random.rand(n)//1) for _ in range(3) ]


similarity = lambda x,y: np.dot(x, y)/(np.linalg.norm(x)*np.linalg.norm(y))

sim_matrix = [[ similarity(x,y) if x[0]!=y[0] else np.inf for y,_ in b  ] for x,_ in a]

print(*sim_matrix, sep="\n")

完整的代码。