Вложенные циклы — Python: Списки

Во многих языках программирования есть очень полезная функция flatten. В определенных задачах она сильно упрощает жизнь и сокращает количество кода. Эта функция принимает на вход список и выпрямляет его: если элементами списка являются списки, то flatten сводит все к одному списку, раскрывая каждый вложенный.

Реализуем эту функцию самостоятельно. В общем случае эта функция раскрывает списки на всех уровнях вложенности. Но мы для простоты сделаем вариант функции, в котором происходит раскрытие только до первого уровня. То есть, если элемент основного списка — список, то он раскрывается без просмотра его внутренностей (там тоже могут быть списки).

Логика работы функции выглядит так:

def flatten(coll):
    result = []
    for item in coll:
        # Функция isinstance проверяет является ли item типом данных список
        if isinstance(item, list):
            for sub_item in item:
                result.append(sub_item)
        else:
            result.append(item)
    return result

print(flatten([3, 2, [], [3, 4, 2], 3, [123, 3]]))
# => [ 3, 2, 3, 4, 2, 3, 123, 3 ]

Обратите внимание, что вложенный цикл запускается, только если текущий элемент — список. Чисто технически во вложенных циклах нет ничего особенного. Их можно вкладывать внутрь любого блока и друг в друга сколько угодно раз. Но прямой связи между внешним и вложенным циклами нет. Внутренний цикл может использовать результаты внешнего, а может и работать по своей собственной логике независимо.

Вложенные циклы могут резко увеличить сложность кода, так как появляется множество постоянно изменяющихся переменных. Становится тяжело уследить за происходящими внутри процессами. Кроме того, вложенные циклы могут указывать на использование неэффективного алгоритма решения задачи. Это не всегда так, но вероятность такая есть.

Как избавиться от вложенных циклов? Есть три варианта. Первый – ничего не делать, иногда вложенные циклы это нормально, особенно в низкоуровневых алгоритмах. Второй – переписать алгоритм так, чтобы вложенного цикла не осталось вообще, даже в вызываемых функциях. Когда это невозможно – использовать третий вариант. Вынести вложенный цикл в функцию, либо заменить на встроенную функцию (или метод).

Пример выноса в отдельную функцию кода на flatten:

# Изменяет первый список напрямую
# В данном случае такая реализация оправдана
def append(arr1, arr2):
    for item in arr2:
        arr1.append(item)

def flatten(coll):
    result = []
    for item in coll:
        if isinstance(item, list):
            append(result, item)
        else:
            result.append(item)

    return result

print(flatten([3, 2, [], [3, 4, 2], 3, [123, 3]]))
# => [3, 2, 3, 4, 2, 3, 123, 3]

---

Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»

Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты