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Python列表扁平化:浅拷贝与深拷贝技巧

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将嵌套列表转换为单层列表的展平操作是Python中的一项常见任务。本文探讨了实现这一目标的各种技术,并按其展平深度进行了分类:浅层展平和深层展平。

目录

浅层展平

浅层展平只去除一层嵌套。当您有一个列表的列表,而这些内部列表不包含进一步的嵌套结构时,这是理想的选择。存在两种高效的方法:

列表推导式:这提供了一个简洁易读的解决方案:


nested_list = [[1, 2, 3], [4, 5], [6]]
flat_list = [item for sublist in nested_list for item in sublist]
print(flat_list)  # 输出:[1, 2, 3, 4, 5, 6]

itertools.chain.from_iterable对于较大的列表,这种方法由于其优化的迭代而提供了更好的性能:


from itertools import chain

nested_list = [[1, 2, 3], [4, 5], [6]]
flat_list = list(chain.from_iterable(nested_list))
print(flat_list)  # 输出:[1, 2, 3, 4, 5, 6]

局限性:浅层展平无法完全展平嵌套列表中包含嵌套列表的列表。例如:


nested_list = [[1, 2, [3, 4]], [5, 6]]
flat_list = [item for sublist in nested_list for item in sublist]
print(flat_list)  # 输出:[1, 2, [3, 4], 5, 6]

内部列表[3, 4]仍然是嵌套的。

深层展平

深层展平递归地处理任何深度的嵌套列表。存在两种主要方法:

递归函数:这种优雅的解决方案使用递归遍历嵌套结构:


def flatten(nested_list):
    flat_list = []
    for item in nested_list:
        if isinstance(item, list):
            flat_list.extend(flatten(item))
        else:
            flat_list.append(item)
    return flat_list

nested_list = [[1, 2, [3, 4]], [5, 6, [7, [8, 9]]]]
flat_list = flatten(nested_list)
print(flat_list)  # 输出:[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

迭代方法(使用堆栈):递归可能导致深度嵌套时出现堆栈溢出错误。使用堆栈的迭代方法提供了鲁棒性:


def flatten_iterative(nested_list):
    flat_list = []
    stack = [nested_list]
    while stack:
        current = stack.pop()
        if isinstance(current, list):
            stack.extend(current)
        else:
            flat_list.append(current)
    return flat_list

nested_list = [[1, 2, [3, 4]], [5, 6, [7, [8, 9]]]]
flat_list = flatten_iterative(nested_list)
print(flat_list)  # 输出:[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

结论

浅层展平和深层展平的选择完全取决于嵌套列表的结构。对于单层嵌套,浅层展平就足够了,并且提供了简洁高效的解决方案。但是,对于任意嵌套的列表,则需要深层展平,最好使用基于迭代堆栈的方法以提高鲁棒性。

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