Python - 嵌套列表和混合列表中的类型转换

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Python 今天被广泛使用和接受，因为它具有多功能性和可读性。其强大的功能使开发人员能够轻松地执行复杂的任务。其中一个重要的功能是类型转换或类型强制转换。特别是对于 Python 列表，它们本质上是异构的，这通常需要将每个嵌套列表元素或列表转换为特定数据类型才能使用。在混合列表中，它变得更加复杂。

在本文中，我们将尝试理解和实现嵌套列表和混合列表中的类型转换。通过代码，我们将解码 Python 功能以实现相同的功能。

在我们开始使用列表之前，我们需要了解类型转换或类型强制转换。Python 中的类型强制转换是指根据方便性或可行性转换值或变量的数据类型。Python 有一些内置函数可以促进类型转换，这些函数在处理嵌套列表和混合列表时非常有用。

嵌套列表和混合列表

当一个列表包含在另一个列表内时，它被称为嵌套列表。这些嵌套列表可以包含更多嵌套列表作为其元素，遵循层次结构。在处理嵌套列表，尤其是在类型转换时，有必要了解类型转换将如何影响整个结构。

混合列表体现了 Python 列表的异构特性。它是一个包含不同数据类型元素的列表，例如整数、浮点数、列表、元组等。处理混合列表中的类型转换需要稍微不同的方法。我们需要独立处理每个元素并将其转换为所需类型。

嵌套列表和混合列表中的类型转换是转换子列表或元组或任何可迭代对象中的元素，以便保留整个列表的原始结构。现在，让我们逐一了解一些方法。

方法 #1：列表推导式

列表推导式是一种非常简单且优雅的方法，用于转换嵌套列表中的元素。它允许我们创建一个新的嵌套列表，迭代每个元素并应用所需的类型转换操作。

示例

listEnter = [6, 5, [1,2], 3]
print("List entered: "+ str(listEnter))

result = [[str(ele) for ele in sublist] if isinstance(sublist, list) else str(sublist) for sublist in listEnter]
print("After conversion: "+ str(result))

输出

List entered: [6, 5, [1, 2], 3]
After conversion: ['6', '5', ['1', '2'], '3']

我们使用了一个语句，其中迭代子列表中的每个元素（如果它是主列表的一部分），并将其转换为字符串。否则，它将主列表中的元素转换为字符串。通过这种方式，保留了原始结构，但各个元素被转换了。

方法 #2：使用递归

递归或使用 for 循环，迭代每个元素并根据我们的要求显式地进行转换。可以定义一个函数来迭代和转换元素。我们需要检查是否存在内部列表、元组或其他可迭代对象，在这种情况下，我们可以再次递归调用该函数来迭代混合列表中的每个嵌套列表或元组等，以转换其中的每个元素。所以我们将编写代码并理解。

示例

def typeCast(listInput):
    if isinstance(listInput, list):
        return [typeCast(inputItem) for inputItem in listInput]
    else:
        return str(listInput)

listEnter = [6, 5, [1,2], 3]
print("List entered: "+ str(listEnter))

result = typeCast(listEnter)
print("After conversion: "+ str(result))

输出

List entered: [6, 5, [1, 2], 3]
After conversion: ['6', '5', ['1', '2'], '3']

很明显，typeCast() 递归函数迭代列表的每个元素。当元素本身就是一个列表时，函数会将列表本身传递进去。否则，它会将其元素转换为字符串。

这个过程会继续进行。在理解了嵌套列表中的递归实现之后。让我们检查一下在混合列表中使用它的可能方法。

示例

def typeCast(inputEle):
    if isinstance(inputEle, list):
        return [typeCast(ele) for ele in inputEle]
    elif isinstance(inputEle, tuple):
        return tuple(typeCast(ele) for ele in inputEle)
    else:
        return int(inputEle)

def typeCast2(inputEle):
    if type(inputEle) is list:
        return [typeCast2(ele) for ele in inputEle]
    elif type(inputEle) is tuple:
        return tuple(typeCast2(ele) for ele in inputEle)
    else:
        return int(inputEle)

listInput = ['1', '2', ('3', ['4', '5']), ['6', '7']]
print("Input list is: " + str(listInput))

res1 = typeCast(listInput)
print("Using isinstance() converted: " + str(res1))

res2 = typeCast2(listInput)
print("Using type() converted: " + str(res2))

输出

Input list is: ['1', '2', ('3', ['4', '5']), ['6', '7']]
Using isinstance() converted: [1, 2, (3, [4, 5]), [6, 7]]
Using type() converted: [1, 2, (3, [4, 5]), [6, 7]]

在这个代码中，我们看到了类似的实现，使用了 isinstance() 函数并迭代每个元素，检查多种数据类型。如果匹配，则再次调用函数传递数据，否则将元素转换为整数。

除此之外，还有一种使用 type() 而不是 isinstance() 的方法，它给我们相同的输出。在 Python 中，isinstance() 用于检查对象是否为特定数据类型，否则返回 false。而 type() 主要用于调试。当传递单个参数时，它会返回对象的类型。

两者具有相同的时间和空间复杂度，因此其使用取决于方便性。

方法 #3：实现 map 和 lambda

Python 中的 map() 函数允许我们将指定的函数应用于列表或其他可迭代对象中的每个元素。它接受两个参数：可迭代对象和函数。让我们将它与 lambda 函数一起使用，以对混合列表中的每个元素进行类型转换。

示例

def typeCast(inputEle):
    return list(map(lambda x: typeCast(x) if isinstance(x, (list, tuple)) else int(x), inputEle))

listInput = ['1', '2', ('3', ['4', '5']), ['6', '7']]
print("Input list is: " + str(listInput))

res = typeCast(listInput)
print("After conversion: " + str(res))

输出

Input list is: ['1', '2', ('3', ['4', '5']), ['6', '7']]
After conversion: [1, 2, (3, [4, 5]), [6, 7]]

我们可以看到 map 函数的效率有多高；它使列表中的每个元素都通过 lambda 函数中定义的函数进行迭代。lambda 函数使用 isinstance() 检查每个元素是否为列表或元组，并在混合列表中的每个嵌套列表或元组内递归调用 typecast() 函数。否则，它将其转换为整数。这样，每个元素都会被迭代并转换为整数。

然后，map 函数使用此 lambda 函数处理输入列表的每个元素，并返回一个迭代器。我们使用 list() 函数将返回的迭代器转换回列表。

结论

在本文中，我们试图了解嵌套列表和混合列表，以及如何对其数据进行类型转换。我们学习了类型转换或类型强制转换可以帮助我们根据需要更改数据类型，这在处理复杂数据结构时非常有用。我们讨论了三种可以用于嵌套列表和混合列表以实现相同目标的有用方法。

了解类型转换对于 Python 开发人员来说是一项至关重要的技能，因为它可以帮助我们有效地操作数据，并确保程序的正常运行。除此之外，我们还留下了其他实现方法的空间。尝试并探索。