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展平不规则的列表列表

是的,我知道这个主题之前已经讨论过(herehereherehere),但据我所知,除了一个之外,所有解决方案都在这样的列表中失败:

L = [[[1, 2, 3], [4, 5]], 6]

所需的输出在哪里

[1, 2, 3, 4, 5, 6]

或者甚至更好,一个迭代器。我看到的唯一适用于任意嵌套的解决方案是 in this question

def flatten(x):
    result = []
    for el in x:
        if hasattr(el, "__iter__") and not isinstance(el, basestring):
            result.extend(flatten(el))
        else:
            result.append(el)
    return result

flatten(L)

这是最好的模型吗?我忽略了什么吗?任何问题?

这个问题有这么多答案和这么多行动的事实确实表明这应该是某个地方的内置函数,对吗?从 Python 3.0 中删除 compiler.ast 尤其糟糕
我会说 Python 真正需要的是不间断的递归,而不是另一个内置函数。
@Mittenchops:完全不同意,人们使用明显糟糕的 API/过于复杂的数据结构(只是注意:list 旨在同质化)这一事实并不意味着这是 Python 的错,我们需要一个内置函数来完成此类任务
如果您有能力为您的项目添加一个包 - 我想 more_itertools.collapse 解决方案会做得最好。从这个答案:stackoverflow.com/a/40938883/3844376
@viddik13:也请考虑将其作为此问题的答案。它绝对会得到我的支持。 (我同意 Mitnchops 的观点。)它不是内置函数这一事实很好(关于 Azat Ibrakov),但应该有(而且显然是!)一个库例程来执行此操作。 (因为:并非所有的不规则都是“坏的”/“过于复杂”。有时,它只是......不规则,这没关系。恕我直言。只要它是明确定义的,它可以,并且仍然是不规则(例如,“整数的任意嵌套列表(列表(列表...))”,定义明确)。)

M
Mateen Ulhaq

使用生成器函数可以使您的示例更易于阅读并提高性能。

蟒蛇2

使用 2.6 中添加的 Iterable ABC

from collections import Iterable

def flatten(xs):
    for x in xs:
        if isinstance(x, Iterable) and not isinstance(x, basestring):
            for item in flatten(x):
                yield item
        else:
            yield x

蟒蛇 3

在 Python 3 中,basestring 不再存在,但元组 (str, bytes) 给出了相同的效果。此外,yield from 运算符一次从生成器返回一个项目。

from collections.abc import Iterable

def flatten(xs):
    for x in xs:
        if isinstance(x, Iterable) and not isinstance(x, (str, bytes)):
            yield from flatten(x)
        else:
            yield x

在此页面上的所有建议中,这是唯一一个在我执行此 list(flatten(l)) 时立即将列表 l = ([[chr(i),chr(i-32)] for i in xrange(ord('a'), ord('z')+1)] + range(0,9)) 展平的建议。所有其他人,将开始工作并永远花费!
这也使字典变平。也许您想使用 collections.Sequence 而不是 collections.Iteratable
这不适用于最初未列出的内容,例如 for i in flatten(42): print (i)。这可以通过将 isinstance-test 和 else-clause 移到 for el-loop 之外来解决。 (然后你可以向它扔任何东西,它会从中生成一个扁平化的列表)
对于 Python 3.7,不推荐使用 collections.Iterable。请改用 collections.abc.Iterable
实际上,从不需要递归。在这种特定情况下,使用递归并不是最好的解决方案,因为它会在深度嵌套列表(深度 > 1000)上崩溃。但是,如果您的目标不是拥有安全的东西,那么递归函数会更好,因为它们更容易读/写。
G
Georgy

我的解决方案:

import collections


def flatten(x):
    if isinstance(x, collections.Iterable):
        return [a for i in x for a in flatten(i)]
    else:
        return [x]

更简洁一些,但几乎相同。


如果您只是 try: iter(x) 来测试它是否可迭代,您可以在不导入任何内容的情况下执行此操作……但我认为不必导入 stdlib 模块是一个值得避免的缺点。
值得注意的是,此解决方案仅在所有项目均为 int 类型时才有效
可以使它更简洁,def flatten(x): return [a for i in x for a in flatten(i)] if isinstance(x, collections.Iterable) else [x] - 但这里的可读性可能是主观的。
这不适用于字符串,因为字符串也是可迭代的。将条件替换为 if isinstance(x, collections.Iterable) and not isinstance(x, basestring)
collections.Iterable 替换为 list
d
dansalmo

使用递归和鸭子类型的生成器(针对 Python 3 更新):

def flatten(L):
    for item in L:
        try:
            yield from flatten(item)
        except TypeError:
            yield item

list(flatten([[[1, 2, 3], [4, 5]], 6]))
>>>[1, 2, 3, 4, 5, 6]

谢谢,这对 Python 3 很有效。对于 2.x,需要以前的:for i in flatten(item): yield i
list(flatten([['X'], 'Y'])) 在 2.X 变体上失败
@user1019129 在你上面看到我的评论
是的,它在循环中失败了..我认为因为字符串也是一个“数组”-of-chars
s
samplebias

这是我的递归展平功能版本,它处理元组和列表,并允许您输入任何位置参数的组合。返回一个生成器,它按顺序生成整个序列,arg by arg:

flatten = lambda *n: (e for a in n
    for e in (flatten(*a) if isinstance(a, (tuple, list)) else (a,)))

用法:

l1 = ['a', ['b', ('c', 'd')]]
l2 = [0, 1, (2, 3), [[4, 5, (6, 7, (8,), [9]), 10]], (11,)]
print list(flatten(l1, -2, -1, l2))
['a', 'b', 'c', 'd', -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11]

很好的解决方案,但是如果您添加一些评论来描述 ean 所指的内容,将会很有帮助
@WolfgangKuehne:为 n 尝试 args,为 a 尝试 intermediate(或更短的 mid,或者您可能更喜欢 element),为 e 尝试 result,所以:flatten = lambda *args: (result for mid in args for result in (flatten(*mid) if isinstance(mid, (tuple, list)) else (mid,)))
这比 compiler.ast.flatten 快得多。伟大、紧凑的代码,适用于任何(我认为)对象类型。
这是我在适度的谷歌搜索中遇到的唯一解决方案,在任何实际适用于嵌套深度超过一层的列表的网站上。
这是一件艺术品。这么少的字符,仍然几乎无法理解。我见过的 10/10 最好的 Python 代码高尔夫🏌️‍♂️🏌️‍♀️⛳️。有这么短的东西几乎弥补了 Python 没有内置的 flatten 函数的事实。
A
Alex Martelli

根据@Andrew 在评论中的要求,@unutbu 的非递归解决方案的生成器版本:

def genflat(l, ltypes=collections.Sequence):
    l = list(l)
    i = 0
    while i < len(l):
        while isinstance(l[i], ltypes):
            if not l[i]:
                l.pop(i)
                i -= 1
                break
            else:
                l[i:i + 1] = l[i]
        yield l[i]
        i += 1

此生成器的略微简化版本:

def genflat(l, ltypes=collections.Sequence):
    l = list(l)
    while l:
        while l and isinstance(l[0], ltypes):
            l[0:1] = l[0]
        if l: yield l.pop(0)

它是由嵌套列表形成的树的前序遍历。只返回叶子。请注意,此实现将消耗原始数据结构,无论好坏。写一个既保留原始树又不必复制列表条目的东西可能会很有趣。
我认为您需要测试字符串 - 例如添加“而不是 isinstance(l[0], basestring)”,就像在 Cristian 的解决方案中一样。否则你会得到一个围绕 l[0:1] = l[0] 的无限循环
这是制作生成器的一个很好的例子,但正如 c-urchin 所提到的,当序列包含字符串时,算法本身就会失败。
u
unutbu

此版本的 flatten 避免了 python 的递归限制(因此适用于任意深度的嵌套迭代)。它是一个可以处理字符串和任意迭代(甚至无限迭代)的生成器。

import itertools as IT
import collections

def flatten(iterable, ltypes=collections.Iterable):
    remainder = iter(iterable)
    while True:
        first = next(remainder)
        if isinstance(first, ltypes) and not isinstance(first, (str, bytes)):
            remainder = IT.chain(first, remainder)
        else:
            yield first

以下是一些演示其用法的示例:

print(list(IT.islice(flatten(IT.repeat(1)),10)))
# [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]

print(list(IT.islice(flatten(IT.chain(IT.repeat(2,3),
                                       {10,20,30},
                                       'foo bar'.split(),
                                       IT.repeat(1),)),10)))
# [2, 2, 2, 10, 20, 30, 'foo', 'bar', 1, 1]

print(list(flatten([[1,2,[3,4]]])))
# [1, 2, 3, 4]

seq = ([[chr(i),chr(i-32)] for i in range(ord('a'), ord('z')+1)] + list(range(0,9)))
print(list(flatten(seq)))
# ['a', 'A', 'b', 'B', 'c', 'C', 'd', 'D', 'e', 'E', 'f', 'F', 'g', 'G', 'h', 'H',
# 'i', 'I', 'j', 'J', 'k', 'K', 'l', 'L', 'm', 'M', 'n', 'N', 'o', 'O', 'p', 'P',
# 'q', 'Q', 'r', 'R', 's', 'S', 't', 'T', 'u', 'U', 'v', 'V', 'w', 'W', 'x', 'X',
# 'y', 'Y', 'z', 'Z', 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

尽管 flatten 可以处理无限生成器,但它不能处理无限嵌套:

def infinitely_nested():
    while True:
        yield IT.chain(infinitely_nested(), IT.repeat(1))

print(list(IT.islice(flatten(infinitely_nested()), 10)))
# hangs

关于是否使用 ABC Iterable 或 ABC Sequence 的任何共识?
setsdictsdequeslistiteratorsgenerators、文件句柄和定义了 __iter__ 的自定义类都是 collections.Iterable 的实例,但不是 collections.Sequence。展平 dict 的结果有点不确定,但除此之外,我认为 collections.Iterable 是比 collections.Sequence 更好的默认值。这绝对是更自由的。
@wim:使用 collections.Iterable 的一个问题是它包含无限生成器。我已经改变了我的答案处理这种情况。
这似乎不适用于第三个和第四个示例。它抛出 StopIteration。此外,看起来 while True: first = next(remainder) 可以替换为 for first in remainder:
@Georgy 这可以通过将 flatten 的主体封装在 try-except StopIteration block 中来解决。
k
kev
def flatten(xs):
    res = []
    def loop(ys):
        for i in ys:
            if isinstance(i, list):
                loop(i)
            else:
                res.append(i)
    loop(xs)
    return res

这看起来非常优雅和简单。为什么它没有更多的赞成票?这个解决方案有什么问题吗?
这是一个绝妙的解决方案!
c
clay

这是另一个更有趣的答案......

import re

def Flatten(TheList):
    a = str(TheList)
    b,_Anon = re.subn(r'[\[,\]]', ' ', a)
    c = b.split()
    d = [int(x) for x in c]

    return(d)

基本上,它将嵌套列表转换为字符串,使用正则表达式去除嵌套语法,然后将结果转换回(扁平)列表。


如果您尝试将其概括为 int 值以外的其他值,那么它会很有趣,例如 [['C=64', 'APPLE ]['], ['Amiga', 'Mac', 'ST']] :) 另一方面,给定一个包含自身的列表,它会比其他答案做得更好, 引发异常而不是循环直到内存耗尽/递归直到耗尽堆栈......
最初的提示是关于展平整数列表。如果您只是将列表理解更改为 d=[x for x in c] 它应该适用于您的示例。
首先,[x for x in c] 只是复制 c 的一种缓慢而冗长的方式,那么您为什么要这样做呢?其次,您的代码显然会将 'APPLE ][' 转换为 'APPLE ',因为它不处理引用,它只是假定任何括号都是列表括号。
哈!你的评论在我的电脑上格式化的方式,我什至没有意识到它应该是 Apple II,因为它出现在旧电脑上。无论如何,我对你的两个问题的回答是,这个练习——对我来说——只是一个尝试找到一个创造性的解决方案来扁平化列表。我不确定我是否会将其概括为扁平化每个列表。
你只需要 arr_str = str(arr) 然后 [int(s) for s in re.findall(r'\d+', arr_str)] 真的。请参阅github.com/jorgeorpinel/flatten_nested_lists/blob/master/…
N
Noctis Skytower

尝试创建一个可以在 Python 中展平不规则列表的函数很有趣,但这当然是 Python 的用途(让编程变得有趣)。以下生成器运行良好,但有一些注意事项:

def flatten(iterable):
    try:
        for item in iterable:
            yield from flatten(item)
    except TypeError:
        yield iterable

它将展平您可能不希望单独使用的数据类型(如 bytearraybytesstr 对象)。此外,代码依赖于从不可迭代对象请求迭代器会引发 TypeError 的事实。

>>> L = [[[1, 2, 3], [4, 5]], 6]
>>> def flatten(iterable):
    try:
        for item in iterable:
            yield from flatten(item)
    except TypeError:
        yield iterable


>>> list(flatten(L))
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>>

编辑:

我不同意之前的实现。问题是你不应该能够展平不是可迭代的东西。它令人困惑,并给人以错误的印象。

>>> list(flatten(123))
[123]
>>>

下面的生成器与第一个几乎相同,但不存在试图展平不可迭代对象的问题。当给出不恰当的论点时,它会失败,正如人们所期望的那样。

def flatten(iterable):
    for item in iterable:
        try:
            yield from flatten(item)
        except TypeError:
            yield item

使用提供的列表测试生成器可以正常工作。但是,当给定一个不可迭代的对象时,新代码将引发 TypeError。下面显示了新行为的示例。

>>> L = [[[1, 2, 3], [4, 5]], 6]
>>> list(flatten(L))
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>> list(flatten(123))
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#32>", line 1, in <module>
    list(flatten(123))
  File "<pyshell#27>", line 2, in flatten
    for item in iterable:
TypeError: 'int' object is not iterable
>>>

M
MSeifert

您可以使用第 3 方软件包 iteration_utilities 中的 deepflatten

>>> from iteration_utilities import deepflatten
>>> L = [[[1, 2, 3], [4, 5]], 6]
>>> list(deepflatten(L))
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

>>> list(deepflatten(L, types=list))  # only flatten "inner" lists
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

它是一个迭代器,因此您需要对其进行迭代(例如,用 list 包装它或在循环中使用它)。在内部,它使用迭代方法而不是递归方法,并且它被编写为 C 扩展,因此它可以比纯 python 方法更快:

>>> %timeit list(deepflatten(L))
12.6 µs ± 298 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100000 loops each)
>>> %timeit list(deepflatten(L, types=list))
8.7 µs ± 139 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 100000 loops each)

>>> %timeit list(flatten(L))   # Cristian - Python 3.x approach from https://stackoverflow.com/a/2158532/5393381
86.4 µs ± 4.42 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000 loops each)

>>> %timeit list(flatten(L))   # Josh Lee - https://stackoverflow.com/a/2158522/5393381
107 µs ± 2.99 µs per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000 loops each)

>>> %timeit list(genflat(L, list))  # Alex Martelli - https://stackoverflow.com/a/2159079/5393381
23.1 µs ± 710 ns per loop (mean ± std. dev. of 7 runs, 10000 loops each)

我是 iteration_utilities 库的作者。


W
Wilfred Hughes

这是一个简单的函数,可以展平任意深度的列表。无递归,避免堆栈溢出。

from copy import deepcopy

def flatten_list(nested_list):
    """Flatten an arbitrarily nested list, without recursion (to avoid
    stack overflows). Returns a new list, the original list is unchanged.

    >> list(flatten_list([1, 2, 3, [4], [], [[[[[[[[[5]]]]]]]]]]))
    [1, 2, 3, 4, 5]
    >> list(flatten_list([[1, 2], 3]))
    [1, 2, 3]

    """
    nested_list = deepcopy(nested_list)

    while nested_list:
        sublist = nested_list.pop(0)

        if isinstance(sublist, list):
            nested_list = sublist + nested_list
        else:
            yield sublist

是的!与我在 github.com/jorgeorpinel/flatten_nested_lists/blob/master/… 的代码非常相似
这可以通过使用 collections.deque 而不是复制来提高效率。假设您可以控制嵌套列表的创建。此外,deepcopy 达到了递归限制。
M
Mark Harrison

Pandas 有一个功能可以做到这一点。如您所述,它返回一个迭代器。

In [1]: import pandas
In [2]: pandas.core.common.flatten([[[1, 2, 3], [4, 5]], 6])
Out[2]: <generator object flatten at 0x7f12ade66200>
In [3]: list(pandas.core.common.flatten([[[1, 2, 3], [4, 5]], 6]))
Out[3]: [1, 2, 3, 4, 5, 6]

好东西!对于无论如何都在使用 pandas 的人(比如我)来说,这是一个非常简单的方法
X
Xolve

虽然选择了一个优雅且非常 Pythonic 的答案,但我会提出我的解决方案,仅供参考:

def flat(l):
    ret = []
    for i in l:
        if isinstance(i, list) or isinstance(i, tuple):
            ret.extend(flat(i))
        else:
            ret.append(i)
    return ret

请说出这段代码的好坏?


使用 isinstance(i, (tuple, list))。初始化空变量是我寻找替代代码结构的标志,通常是理解、生成器、递归等。
return type(l)(ret) 也会让您恢复与传入时相同的容器类型。 :)
@dash-tom-bang 您能否详细解释一下它的含义。
如果您传入一个列表,您可能想要返回一个列表。如果你传入一个元组,你可能想要一个元组返回。如果您将两者混合在一起,您将得到任何外部封闭的东西。
c
clay

我更喜欢简单的答案。没有发电机。没有递归或递归限制。只是迭代:

def flatten(TheList):
    listIsNested = True

    while listIsNested:                 #outer loop
        keepChecking = False
        Temp = []

        for element in TheList:         #inner loop
            if isinstance(element,list):
                Temp.extend(element)
                keepChecking = True
            else:
                Temp.append(element)

        listIsNested = keepChecking     #determine if outer loop exits
        TheList = Temp[:]

    return TheList

这适用于两个列表:一个内部 for 循环和一个外部 while 循环。

内部 for 循环遍历列表。如果它找到一个列表元素,它 (1) 使用 list.extend() 将该部分展平一层嵌套,并且 (2) 将 keepChecking 切换为 True。 keepchecking 用于控制外部 while 循环。如果外部循环设置为 true,它会触发内部循环进行另一遍。

这些通行证一直在发生,直到找不到更多的嵌套列表。当最终在没有找到通过的情况下发生时,keepChecking 永远不会被触发为 true,这意味着 listIsNested 保持为 false 并且外部 while 循环退出。

然后返回展平列表。

测试运行

flatten([1,2,3,4,[100,200,300,[1000,2000,3000]]])

[1, 2, 3, 4, 100, 200, 300, 1000, 2000, 3000]


我也喜欢简单。但是,在这种情况下,您迭代列表的次数与嵌套或级别一样多。可能会变得昂贵。
@telliott99:如果您的列表真的很大和/或嵌套很深,那么您是对的。但是,如果不是这种情况,那么更简单的解决方案也同样有效,并且没有其他一些答案的深层魔力。多阶段递归生成器理解有一个地方,但我不相信这应该是你首先看的地方。 (我想你知道我在“越差越好”辩论中的落脚点。)
@telliott99:或者换一种说法,您不必“尝试理解”我的解决方案。如果性能不是瓶颈,作为程序员,什么对你来说最重要?
更简单的解决方案逻辑更少。递归是一个非常基本的编程结构,任何认为自己是程序员的人都应该完全适应它。生成器在很大程度上是 Python 的方式,并且(连同理解)是任何专业 Python 程序员都应该立即了解的东西。
我同意递归。当我写下我的答案时,python 仍然在 1000 次循环时打破了递归。他们改变了吗?至于作为一个专业的python程序员,我不是。此外,我想许多使用 python 编程的人不会全职这样做。
c
cglacet

在尝试回答这样的问题时,您确实需要给出您作为解决方案提出的代码的限制。如果只是关于表演,我不会太介意,但作为解决方案提出的大多数代码(包括接受的答案)都无法展平任何深度大于 1000 的列表。

当我说大多数代码时,我的意思是所有使用任何形式的递归(或调用递归的标准库函数)的代码。所有这些代码都失败了,因为对于每个递归调用,(调用)堆栈都会增长一个单位,并且(默认)python 调用堆栈的大小为 1000。

如果您对调用堆栈不太熟悉,那么以下内容可能会有所帮助(否则您可以滚动到实现)。

调用堆栈大小和递归编程(地牢类比)

寻找宝藏并退出

想象一下,你进入一个带有编号房间的巨大地牢,寻找宝藏。你不知道这个地方,但你有一些关于如何找到宝藏的迹象。每个迹象都是一个谜(难度各不相同,但你无法预测它们会有多难)。你决定考虑一下节省时间的策略,你做了两个观察:

找到宝藏很难(很长时间),因为您必须解决(可能很难)谜题才能到达那里。一旦找到宝藏,回到入口可能很容易,你只需要在另一个方向使用相同的路径(虽然这需要一些记忆来回忆你的路径)。

进入地牢时,您会注意到这里有一个小笔记本。你决定用它来写下你在解决一个谜语后离开的每个房间(进入一个新房间时),这样你就可以回到入口处。这是一个天才的想法,你甚至不会花一分钱来实施你的策略。

你进入地牢,成功解开了前 1001 个谜语,但是你没有计划好,你借来的笔记本里没有空间了。你决定放弃你的任务,因为你宁愿没有宝藏也不愿永远迷失在地牢里(这看起来确实很聪明)。

执行递归程序

基本上,这与寻找宝藏完全一样。地牢是计算机的内存,你现在的目标不是寻找宝藏,而是计算一些函数(找到给定 x 的 f(x))。这些指示只是帮助您求解 f(x) 的子程序。您的策略与调用堆栈策略相同,笔记本是堆栈,房间是函数的返回地址:

x = ["over here", "am", "I"]
y = sorted(x) # You're about to enter a room named `sorted`, note down the current room address here so you can return back: 0x4004f4 (that room address looks weird)
# Seems like you went back from your quest using the return address 0x4004f4
# Let's see what you've collected 
print(' '.join(y))

你在地牢中遇到的问题在这里是一样的,调用堆栈的大小是有限的(这里是 1000),因此,如果你输入了太多的函数而没有返回,那么你将填满调用堆栈并出现一个看起来像的错误比如“亲爱的冒险者,很抱歉,你的笔记本满了”RecursionError: maximum recursion depth exceeded。请注意,您不需要递归来填充调用堆栈,但非递归程序不太可能调用 1000 个函数而不返回。同样重要的是要了解,一旦您从函数返回,调用堆栈就会从使用的地址中释放出来(因此名称为“堆栈”,返回地址在进入函数之前被压入并在返回时被拉出)。在简单递归的特殊情况下(一个函数 f 调用自己一次 -- 一遍又一遍 --)您将一遍又一遍地输入 f 直到计算完成(直到找到宝藏)并从f 直到您回到最初调用 f 的地方。调用堆栈将永远不会从任何东西中释放出来,直到它一个接一个地从所有返回地址中释放出来。

如何避免这个问题?

这实际上很简单:“如果您不知道递归可以走多深,请不要使用递归”。这并非总是如此,因为在某些情况下,Tail Call recursion can be Optimized (TCO)。但在 python 中,情况并非如此,即使是“写得很好”的递归函数也不会优化堆栈使用。 Guido 有一篇关于这个问题的有趣帖子:Tail Recursion Elimination

您可以使用一种技术来迭代任何递归函数,我们可以将这种技术称为自带笔记本。例如,在我们的特定情况下,我们只是在探索一个列表,进入一个房间相当于进入一个子列表,您应该问自己的问题是我怎样才能从一个列表返回到它的父列表? 答案并不复杂,重复以下操作,直到 stack 为空:

进入新的子列表时,将当前列表地址和索引压入堆栈(请注意,列表地址+索引也是地址,因此我们只需使用调用堆栈使用的完全相同的技术);每次找到一个项目时,产生它(或将它们添加到列表中);完全探索列表后,使用堆栈返回地址(和索引)返回父列表。

另请注意,这等效于树中的 DFS,其中一些节点是子列表 A = [1, 2],有些是简单项:0, 1, 2, 3, 4(用于 L = [0, [1,2], 3, 4])。树看起来像这样:

                    L
                    |
           -------------------
           |     |     |     |
           0   --A--   3     4
               |   |
               1   2

DFS 遍历前序是:L、0、A、1、2、3、4。请记住,为了实现迭代 DFS,您还“需要”一个堆栈。我之前提出的实现导致具有以下状态(对于 stackflat_list):

init.:  stack=[(L, 0)]
**0**:  stack=[(L, 0)],         flat_list=[0]
**A**:  stack=[(L, 1), (A, 0)], flat_list=[0]
**1**:  stack=[(L, 1), (A, 0)], flat_list=[0, 1]
**2**:  stack=[(L, 1), (A, 1)], flat_list=[0, 1, 2]
**3**:  stack=[(L, 2)],         flat_list=[0, 1, 2, 3]
**3**:  stack=[(L, 3)],         flat_list=[0, 1, 2, 3, 4]
return: stack=[],               flat_list=[0, 1, 2, 3, 4]

在此示例中,堆栈最大大小为 2,因为输入列表(以及树)的深度为 2。

执行

对于实现,在 python 中,您可以通过使用迭代器而不是简单列表来简化一点。对(子)迭代器的引用将用于存储子列表返回地址(而不是同时具有列表地址和索引)。这没什么大的区别,但我觉得这更具可读性(而且速度也更快):

def flatten(iterable):
    return list(items_from(iterable))

def items_from(iterable):
    cursor_stack = [iter(iterable)]
    while cursor_stack:
        sub_iterable = cursor_stack[-1]
        try:
            item = next(sub_iterable)
        except StopIteration:   # post-order
            cursor_stack.pop()
            continue
        if is_list_like(item):  # pre-order
            cursor_stack.append(iter(item))
        elif item is not None:
            yield item          # in-order

def is_list_like(item):
    return isinstance(item, list)

另外,请注意在 is_list_like 我有 isinstance(item, list),可以对其进行更改以处理更多输入类型,这里我只想拥有最简单的版本,其中 (iterable) 只是一个列表。但你也可以这样做:

def is_list_like(item):
    try:
        iter(item)
        return not isinstance(item, str)  # strings are not lists (hmm...) 
    except TypeError:
        return False

这将字符串视为“简单项”,因此 flatten_iter([["test", "a"], "b]) 将返回 ["test", "a", "b"] 而不是 ["t", "e", "s", "t", "a", "b"]。请注意,在这种情况下,每个项目都会调用 iter(item) 两次,让我们假设这是读者的练习,以使其更清晰。

对其他实现的测试和评论

最后,请记住,您不能使用 print(L) 打印无限嵌套列表 L,因为在内部它将使用对 __repr__ (RecursionError: maximum recursion depth exceeded while getting the repr of an object) 的递归调用。出于同样的原因,涉及 strflatten 的解决方案将失败并显示相同的错误消息。

如果你需要测试你的解决方案,你可以使用这个函数来生成一个简单的嵌套列表:

def build_deep_list(depth):
    """Returns a list of the form $l_{depth} = [depth-1, l_{depth-1}]$
    with $depth > 1$ and $l_0 = [0]$.
    """
    sub_list = [0]
    for d in range(1, depth):
        sub_list = [d, sub_list]
    return sub_list

给出:build_deep_list(5)>>> [4, [3, [2, [1, [0]]]]]


S
Shreyas

我没有在这里查看所有已经可用的答案,但这是我想出的一个衬里,借鉴了 lisp 的 first and rest list 处理方式

def flatten(l): return flatten(l[0]) + (flatten(l[1:]) if len(l) > 1 else []) if type(l) is list else [l]

这是一个简单的和一个不那么简单的案例-

>>> flatten([1,[2,3],4])
[1, 2, 3, 4]

>>> flatten([1, [2, 3], 4, [5, [6, {'name': 'some_name', 'age':30}, 7]], [8, 9, [10, [11, [12, [13, {'some', 'set'}, 14, [15, 'some_string'], 16], 17, 18], 19], 20], 21, 22, [23, 24], 25], 26, 27, 28, 29, 30])
[1, 2, 3, 4, 5, 6, {'age': 30, 'name': 'some_name'}, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, set(['set', 'some']), 14, 15, 'some_string', 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30]
>>> 

这不是一个班轮。无论您如何尝试将其放入其中,def foo(): 都是单独的一行。此外,这是非常不可读的。
我已经对代码进行了单行化,并进行了一些进一步的重构。 (在我写这篇文章时,编辑正在等待同行评审)这个特殊的方法对我来说似乎非常易读,尽管原始代码确实需要一些重构。
请不要编辑答案。如果您觉得需要“重构”,请随时发布您自己的答案。代码以这种方式呈现是有原因的。需要强调的是,该方法来自 lisp。你可以直接忽略它的“单线”部分——它并不是为了某种吹嘘。再次表明,它背后的思想仍然是“单线”的:第一和剩余列表处理的思想。
p
pradyunsg

这是 2.7.5 中的 compiler.ast.flatten 实现:

def flatten(seq):
    l = []
    for elt in seq:
        t = type(elt)
        if t is tuple or t is list:
            for elt2 in flatten(elt):
                l.append(elt2)
        else:
            l.append(elt)
    return l

有更好、更快的方法(如果你已经到过这里,你已经看过了)

另请注意:

2.6 版后已弃用:编译器包已在 Python 3 中删除。


J
Joran Beasley

完全hacky,但我认为它会工作(取决于你的data_type)

flat_list = ast.literal_eval("[%s]"%re.sub("[\[\]]","",str(the_list)))

Z
Zion

我很惊讶没有人想到这一点。该死的递归我没有得到这里的高级人员所做的递归答案。无论如何,这是我对此的尝试。需要注意的是它非常特定于 OP 的用例

import re

L = [[[1, 2, 3], [4, 5]], 6]
flattened_list = re.sub("[\[\]]", "", str(L)).replace(" ", "").split(",")
new_list = list(map(int, flattened_list))
print(new_list)

输出:

[1, 2, 3, 4, 5, 6]

这仅适用于可转换为字符串并返回的类型(如 int)。解决这样一个简单的问题也不需要具有正则表达式复杂性的东西。如果您想要一个简单的解决方案,pradyunsg 是最好的。
G
Georgy

只需使用 funcy 库:pip install funcy

import funcy


funcy.flatten([[[[1, 1], 1], 2], 3]) # returns generator
funcy.lflatten([[[[1, 1], 1], 2], 3]) # returns list

仅供参考:它使用递归解决方案:link to source
v
vlz

我是一个愚蠢的人,所以我会给出一个“愚蠢”的解决方案。所有这些递归都伤害了我的大脑。

flattened_list = []
nested_list = [[[1, 2, 3], [4, 5]], 6]

def flatten(nested_list, container):
    for item in nested_list:
        if isintance(item, list):
            flatten(item, container)
        else:
            container.append(item)

>>> flatten(nested_list, flattened_list)
>>> flattened_list
[1, 2, 3, 4, 5, 6]

我知道它正在使用副作用,但这是我对递归的最好理解


A
Abhijit

我在这里没有看到类似的帖子,只是从一个关于同一主题的封闭问题来到这里,但为什么不做这样的事情(如果你知道要拆分的列表的类型):

>>> a = [1, 2, 3, 5, 10, [1, 25, 11, [1, 0]]]    
>>> g = str(a).replace('[', '').replace(']', '')    
>>> b = [int(x) for x in g.split(',') if x.strip()]

您需要知道元素的类型,但我认为这可以概括,并且在速度方面我认为它会更快。


这很聪明(而且可能很快)......但它不是很pythonic。
“为什么不做这样的事情”你说?因为很容易坏!非常糟糕的主意。一个例子,如果你的项目是字符串而不是整数怎么办?然后,如果一个字符串包含一个 '[' 你注定要失败。如果您的项目没有好的(或很长的)字符串表示怎么办?
@gb。那么如果这是操作人员需要的呢?并且该示例显然是 ints 的列表,因此“假设”不适用于此处,如果 OP 另有说明,但他又没有这样做,这是根据以下最简单和最有效的答案之一给了什么。
对不起,“假设”适用,仔细考虑所有“假设”是编程的血液和胆量。
S
Samy Vilar

这是另一种 py2 方法,我不确定它是最快的还是最优雅的还是最安全的……

from collections import Iterable
from itertools import imap, repeat, chain


def flat(seqs, ignore=(int, long, float, basestring)):
    return repeat(seqs, 1) if any(imap(isinstance, repeat(seqs), ignore)) or not isinstance(seqs, Iterable) else chain.from_iterable(imap(flat, seqs))

它可以忽略您想要的任何特定(或派生)类型,它返回一个迭代器,因此您可以将其转换为任何特定容器,例如列表、元组、字典或简单地使用它以减少内存占用,无论好坏它可以处理初始的不可迭代对象,例如 int ...

请注意,大多数繁重的工作都是在 C 中完成的,因为据我所知,itertools 是如何实现的,所以虽然它是递归的,但 AFAIK 它不受 python 递归深度的限制,因为函数调用是在 C 中发生的,尽管这个并不意味着你受到内存的限制,特别是在 OS X 中,它的堆栈大小截至今天有一个硬限制(OS X Mavericks)......

有一种稍微快一点的方法,但便携性较差,只有在您可以假设输入的基本元素可以明确确定的情况下才使用它,否则您将获得无限递归,而 OS X 的堆栈大小有限,将相当快地抛出分段错误......

def flat(seqs, ignore={int, long, float, str, unicode}):
    return repeat(seqs, 1) if type(seqs) in ignore or not isinstance(seqs, Iterable) else chain.from_iterable(imap(flat, seqs))

在这里,我们使用集合来检查类型,因此需要 O(1) 与 O(类型数) 来检查是否应该忽略一个元素,当然,任何具有指定忽略类型的派生类型的值都会失败,这就是它使用 strunicode 的原因,所以请谨慎使用...

测试:

import random

def test_flat(test_size=2000):
    def increase_depth(value, depth=1):
        for func in xrange(depth):
            value = repeat(value, 1)
        return value

    def random_sub_chaining(nested_values):
        for values in nested_values:
            yield chain((values,), chain.from_iterable(imap(next, repeat(nested_values, random.randint(1, 10)))))

    expected_values = zip(xrange(test_size), imap(str, xrange(test_size)))
    nested_values = random_sub_chaining((increase_depth(value, depth) for depth, value in enumerate(expected_values)))
    assert not any(imap(cmp, chain.from_iterable(expected_values), flat(chain(((),), nested_values, ((),)))))

>>> test_flat()
>>> list(flat([[[1, 2, 3], [4, 5]], 6]))
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
>>>  

$ uname -a
Darwin Samys-MacBook-Pro.local 13.3.0 Darwin Kernel Version 13.3.0: Tue Jun  3 21:27:35 PDT 2014; root:xnu-2422.110.17~1/RELEASE_X86_64 x86_64
$ python --version
Python 2.7.5

N
Nir Alfasi

不使用任何库:

def flat(l):
    def _flat(l, r):    
        if type(l) is not list:
            r.append(l)
        else:
            for i in l:
                r = r + flat(i)
        return r
    return _flat(l, [])



# example
test = [[1], [[2]], [3], [['a','b','c'] , [['z','x','y']], ['d','f','g']], 4]    
print flat(test) # prints [1, 2, 3, 'a', 'b', 'c', 'z', 'x', 'y', 'd', 'f', 'g', 4]

S
Saksham Varma

使用 itertools.chain

import itertools
from collections import Iterable

def list_flatten(lst):
    flat_lst = []
    for item in itertools.chain(lst):
        if isinstance(item, Iterable):
            item = list_flatten(item)
            flat_lst.extend(item)
        else:
            flat_lst.append(item)
    return flat_lst

或者没有链接:

def flatten(q, final):
    if not q:
        return
    if isinstance(q, list):
        if not isinstance(q[0], list):
            final.append(q[0])
        else:
            flatten(q[0], final)
        flatten(q[1:], final)
    else:
        final.append(q)

A
Alex Lisovoy

我使用递归来解决任何深度的嵌套列表

def combine_nlist(nlist,init=0,combiner=lambda x,y: x+y):
    '''
    apply function: combiner to a nested list element by element(treated as flatten list)
    '''
    current_value=init
    for each_item in nlist:
        if isinstance(each_item,list):
            current_value =combine_nlist(each_item,current_value,combiner)
        else:
            current_value = combiner(current_value,each_item)
    return current_value

所以在我定义函数 combine_nlist 之后,很容易使用这个函数做扁平化。或者您可以将其组合成一个功能。我喜欢我的解决方案,因为它可以应用于任何嵌套列表。

def flatten_nlist(nlist):
    return combine_nlist(nlist,[],lambda x,y:x+[y])

结果

In [379]: flatten_nlist([1,2,3,[4,5],[6],[[[7],8],9],10])
Out[379]: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

“任何深度的嵌套列表”不正确。试一试你会看到:current_value = combiner(current_value,each_item) RecursionError: maximum recursion depth exceeded
嗯,我是不是想用超过 1000 层来扁平化列表?
当然,这就是关于递归与迭代解决方案讨论的重点。如果您事先知道层数小于 1000,那么最简单的解决方案将起作用。当您说“任何深度”时,这包括深度 > 1000 的列表。
Y
YPCrumble

最简单的方法是通过 pip install morph 使用 morph 库。

代码是:

import morph

list = [[[1, 2, 3], [4, 5]], 6]
flattened_list = morph.flatten(list)  # returns [1, 2, 3, 4, 5, 6]

L
Leo wahyd

我知道已经有很多很棒的答案,但我想添加一个使用函数式编程方法解决问题的答案。在这个答案中,我使用了双重递归:

def flatten_list(seq):
    if not seq:
        return []
    elif isinstance(seq[0],list):
        return (flatten_list(seq[0])+flatten_list(seq[1:]))
    else:
        return [seq[0]]+flatten_list(seq[1:])

print(flatten_list([1,2,[3,[4],5],[6,7]]))

输出:

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

d
diligar

我不确定这是否一定更快或更有效,但这就是我所做的:

def flatten(lst):
    return eval('[' + str(lst).replace('[', '').replace(']', '') + ']')

L = [[[1, 2, 3], [4, 5]], 6]
print(flatten(L))

此处的 flatten 函数将列表转换为字符串,取出 所有 方括号,将方括号重新附加到两端,然后将其转换回列表。

但是,如果您知道字符串列表中会有方括号,例如 [[1, 2], "[3, 4] and [5]"],您将不得不做其他事情。


这与简单的解决方案相比没有优势,因为它无法处理深度列表,即“RecursionError:在获取对象的 repr 时超出了最大递归深度”。
S
Statham

这是python2上扁平化的一个简单实现

flatten=lambda l: reduce(lambda x,y:x+y,map(flatten,l),[]) if isinstance(l,list) else [l]

test=[[1,2,3,[3,4,5],[6,7,[8,9,[10,[11,[12,13,14]]]]]],]
print flatten(test)

#output [1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14]