对数组执行操作并将结果存储在列表列表中

Question

所以我想对一个列表执行多次操作，这样我的输出就是一个包含可能的输出组合的列表列表。在这种情况下，我想从列表中减去一个值一次，但对每个元素重复它。所以在这个例子中，我想从列表中的一个元素中减去一个，存储它，然后对下一个元素重复：

input1 = [1, 2, 3, 0, 4]
output1 = [[0, 2, 3, 0, 4], [1, 1, 3, 0, 4], [1, 2, 2, 0, 4], [1, 2, 3, 0, 3]]

这些值总是整数，如果值小于1，则函数不会从中减去。你知道吗

现在我有一个while循环，每当input1中的值大于等于1时，就用list input1填充一个列表。我做了第二个while循环来尝试完成减法，但它只是从任何一个数>；=1中减去1。你知道吗

i = 0
input1 = [1, 2, 3, 0, 4]
output1 = []
while i < int(len(input1)):
    if input1[i] >= 1:
        print('i: ' + str(i))
        print(input1[i])
        output1.append(input1)
    i += 1
print(output1)
j = 0
k = 0
while j < int(len(output1)) or k < int(len(input1)):
    print('j: ' + str(j) + ', k: ' + str(k))
    if output1[j][k] < 1:
        print(output1[j][k])
        k += 1
    elif output1[j][k] >= 1:
        output1[j][k] = output1[j][k] - 1
        print(output1[j][k])
        k += 1
        j += 1
print(output1)

使用此代码，在最后一行output1打印：

[[0, 1, 2, 0, 3], [0, 1, 2, 0, 3], [0, 1, 2, 0, 3], [0, 1, 2, 0, 3]]

这里出了什么问题？有没有更有效的方法来做到这一点，也许是使用itertools？你知道吗

Answer 1

下面是一些使用enumerate生成器生成的代码，这些代码比其他代码更具python风格。enumerate返回一对数字：第一个是列表中项目的索引，第二个是项目本身。你知道吗

input1 = [1, 2, 3, 0, 4]
output1 = []
for ndx, item in enumerate(input1):
    if item >= 1:
        tempoutput = input1[:]  # a copy of the list
        tempoutput[ndx] -= 1
        output1.append(tempoutput)

变量output1现在具有所需的值

[[0, 2, 3, 0, 4], [1, 1, 3, 0, 4], [1, 2, 2, 0, 4], [1, 2, 3, 0, 3]]

---

您的原始代码不起作用，因为您犯了一个常见的错误。你在你的第一个部分建立了output1

output1.append(input1)

但这只是将另一个引用添加到output1的输入列表中，而不是添加一个副本。当您更改output1的任何一个子列表时，它们都会同时被修改，因为它们实际上都是同一个列表。您应该添加一个带有

output1.append(input1[:])

（请注意，我在代码中使用相同的技巧来获取列表的副本。）当对代码进行更改时，它会给出正确的答案。你知道吗

Answer 2

下面是一个基本版本，它实现了您所描述的功能，改进后的版本将作为一个练习留给读者：

input = [1, 2, 3, 0, 4]
output = []

for i, item in enumerate(input):
    current = input[:]
    current[i] = item - 1 if item > 0 else item
    output.append(current)

编辑：如果当前元素小于1（如注释所示），则应跳过整个操作，则解决方案为：

input = [1, 2, 3, 0, 4]
output = []

for i, item in enumerate(input):
    if item > 0:
        current = input[:]
        current[i] -= 1
        output.append(current) 

Answer 3

如果您愿意使用第三方库，numpy很方便：

import numpy as np

input1 = np.array([1, 2, 3, 0, 4])

n = len(input1)
arr = np.tile(input1, (n, 1))
res = (arr - np.eye(n))[np.where(input1 >= 1)]

结果

array([[ 0.,  2.,  3.,  0.,  4.],
       [ 1.,  1.,  3.,  0.,  4.],
       [ 1.,  2.,  2.,  0.,  4.],
       [ 1.,  2.,  3.,  0.,  3.]])

解释

• 使用numpy.tile创建形状(n, n)的数组。你知道吗
• 减去恒等式numpy.eye，从对角线中减去1。你知道吗
• 使用numpy.where过滤正输入。你知道吗

为什么要用numpy？

• 性能：Python循环比向量化的numpy计算慢。你知道吗
• 内存：numpy比Python列表更有效地保存数字数据。你知道吗
• 语法：关注数字逻辑而不是多个for&；if语句。你知道吗