分享一行 Python 代码 `reduce(add, zip(nums[:n], nums[n:]))` - 来自解决 Leetcode #1470. Shuffle the Array 一题

[oahebky]

本来是不会想要分享发出来的。

但是因为在 comment 区发了解法，然后有人问解释一下这行代码，所以就解释了一下。

本着解释都解释了，敲了那么多行字，所以不如分享出来给更多的人看到。

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(the)Problem

[问题] ：Leetcode#1470. Shuffle the Array

[描述] ：

给你一个数组 nums，数组中有 2n 个元素，按 [x1,x2,...,xn,y1,y2,...,yn] 的格式排列。

请你将数组按 [x1,y1,x2,y2,...,xn,yn] 格式重新排列，返回重排后的数组。

示例 1：

输入：nums = [2,5,1,3,4,7], n = 3
输出：[2,3,5,4,1,7] 
解释：由于 x1=2, x2=5, x3=1, y1=3, y2=4, y3=7，所以答案为 [2,3,5,4,1,7]

示例 2：N/A

示例 3：

输入：nums = [1,1,2,2], n = 2
输出：[1,2,1,2]

[提示] ：

• 1 <= n <= 500
• nums.length == 2n
• 1 <= nums[i] <= 10^3

来源：力扣（ LeetCode ） 链接： https://leetcode-cn.com/problems/shuffle-the-array 著作权归领扣网络所有。商业转载请联系官方授权，非商业转载请注明出处。

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Solution

我的一行解法：

class Solution:
    def shuffle(self, nums: List[int], n: int) -> List[int]:
        return reduce(add, zip(nums[:n], nums[n:]))

解释

对这一行代码的 explain：

https://leetcode.com/problems/shuffle-the-array/discuss/751957/Python-one-line-(Memory-Usage-less-then-100.00):-the-more-pythonic-way/629230

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[msg7086]

顺便 Ruby 里可以用：
nums.each_slice(n).to_a.transpose.flatten

当然也可以用很朴素的：
nums[0..n-1].zip(nums[n..-1]).flatten

[jmc891205]

本来遍历一遍就可以解决的问题，用了 reduce 和 zip 等于遍历了两遍。
本来开一个数组就可以解决的问题，用了 zip 和 slice 就需要额外内存去保存他们的返回值。

时间和内存都浪费了，还降低了代码可读性。

[oahebky]

@jmc891205

“额外内存去保存他们的返回值”？？？
“降低了代码可读性”？？？

你就是传说中的杠精？

这个是发在 Python 主题下的帖子，我写的是 python3 的代码，不懂 python3 的特性还有不了解高阶函数就不要出来秀智商了。

[carlclone]

这是算法题不是接口调用题

[oahebky]

@carlclone

那么你是觉得有多少人写不出这道题的与编程语言无关的通用解法？

别一上来就杠。看懂这一行代码背后的执行过程了吗？

看懂的人也就不会说出你这样的话了。

[jmc891205]

@oahebky
那请教一下，python3 有什么高级特性，可以在求 zip(nums[:n], nums[n:])时不使用额外的 O(n)内存保存两个 slice 产生的新 list，而直接求出 zip 的结果？

代码可读性见仁见智，没有一个评价标准。不过对于一个 trival solution，应该没有人会读不懂还要请你解释一下。

[marquina]

楼上说得没错。当执行 nums[:n]和 nums[n:]的时候，就相当于复制了一遍原数组，这就是额外内存消耗。
zip 确实是迭代器，不需要额外内存，但 zip 返回的是 tuple，对 tuple 做 add 需要生成新 tuple+销毁旧 tuple （因为是不可变对象），这又是额外的内存+性能消耗。
最要命的是，最后该函数返回的是 tuple，但题目要求的是 list，如果判题器加个 ret type checker，或需要对返回值进行 append 操作，那就完蛋了。
总之，一行代码看起来很 nb，但很多时候也只是看起来 nb 罢了。

[gjquoiai]

没有指针的语言就是蛋疼。。把一个数组分成两半遍历都麻烦的不行

[leeshuai]

他扣帽子一直可以的

[ChanKc]

其实第一时间能想到这个写法的话，在周赛里面还是很有用的

[fishCatcher]

任何反对 lz 的声音都被归类为一上来就杠

[oahebky]

@marquina

复制一遍数组没错。
不过如果是 C/C++ 之类的静态语言，也是第一部要创建一个同样长度的数组用来放值返回吧？

另外一定要这么扣细节的话，写成 `(nums[i] for i in range(n))` 够不够再省内存？
（实际上这个 solution 在 python3 的所有提交中已经是 less 100.00% 的 memory usage 了。）

各位看官觉得是 zip(nums[:n], nums[n:]) 好呢？
还是 zip((nums[i] for i in range(n)), (nums[j] for j in range(n, len(nums)))) 好呢？

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返回 tuple 和 题目要求 list 确实值得注意，不过 python 中写代码，类型本质是“鸭子类型”和“蟒蛇类型”区别，不然也就不是动态类型了。

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我从头到尾都没有说这个解法性能好。
我的目的也不在于性能，就原题 `1<=n<=500` 的题目，遍历一遍和遍历两遍关系很大吗？


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“一行代码看起来了很 nb”？

`functools.reduce(operator.add, zip(nums[:n], nums[n:]))` 这一行代码是为了 nb 吗？
如果你是这么觉得的话，那么就没有讨论代码的意义了，因为从一开始就预设立场，把我分享这行代码的意图曲解成为了 nb 。

[YuTengjing]

感叹一下，刷了将近 300 道题的我，现在看到很多文章的原题大都可以很快想出最优解。以前没过刷题的时候特别怕面试被问算法题，觉得自己很虚，觉得自己很容易被替代~

[oahebky]

@gjquoiai

不知道
for i in range(n)
for j in range(n, len(nums))

这样分两半哪里麻烦？


可以说几个 python 没有指针很麻烦的实例，个人比较感兴趣，可以学习下。

[gwy15]

正常的写法：空间（额外） O(1)，时间 O(n)
你的“一行”写法：空间（额外） O(n)，时间 O(n^2)，伴随大量 GC

我写了个 benchmark，你的“一行解法”仅仅 n=100k 的规模，就要 30s 一次，对比正常写法 24ms，慢了一千倍以上。

https://imgchr.com/i/UzxYLQ

https://gist.github.com/gwy15/22616306f560f65d77b6ca23954e91a3

你当然可以说“题目就是 n~500，这么写也能过”。能过是一回事，明明有性能更好也更好理解的代码不用，非要这么写，那以后系统瓶颈的时候你是打算拿着 cProfile 慢慢找瓶颈吗？

至于拿 leetcode 的排行说性能，leetcode 的运行时间打底就是 40ms，能说明啥？你加个 time.sleep(0.03) 都可能是 40ms 。

拿高阶函数写又不是什么很有优越感的事情，楼主上来就“杠精”、“不懂 python3”、“不了解高阶函数”、“不要出来秀智商”，这个行为让人觉得很莫名其妙。

[monkeymonkey]

lz 典型的学了一点小技巧出来 showoff 被打脸，一瓶子不满半瓶子晃荡。所谓的 python“高级”特性也不过是程序员基本功而已，楼上各位提到时间复杂度空间复杂度，GC，profiling，这些才是真正的“高级”内容。

[lysS]

楼主学习到了一个小技巧，感觉自己的知识又提升了；你们居然不迎合楼主，可恶🐶

[oahebky]

@gwy15

实际生产环境，能有 n = 100k 的规模我会这么写：

def func(nums, n):
____for i in range(n):
________yield nums[i]
________yield nums[n+i]

我发这行没有说是最优解，也没有它是最优解的潜意思。

各位急着贬的网友这么想我也没有办法，只能说我只想给其它 python programmer 多了解一些使用 Python 特性的不同的 solution 。

另外，不是算法的时间是 O(n^2)。
调用函数就要了解函数，如果不了解确实不适合这么干。

上面网友说的对，这个解法确实有大量 GC 。时间是在 tuple 的 `+` 运算上。
换句话说，

```python
def sum1(iterable):
____ans = 0
____for i in iterable:
________ans += i
____return ans
```

的“通用”写法和

```python
def sum2(iterable):
____functools.reduce(operator.add, iterable)
```

都是 O(n) 的解法，而不是用了 reduce 或者 add 就变成 O(n^2) 的解法。

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而是 operator.add((1, 2), (1, 2)) 与：
```
l = [1, 2]
l.append(1)
l.append(2)
```
的区别。


类似是
```
l = [1, 2]
l.append(1)
```
与
```
l = [1, 2]
l = l + [1]
```
的区别。

所以你要是说“不懂不要乱用”，那确实如此。
但是你要说因为“多行写成一行代码”复杂度会 O(n) 变 O(n^2)

那我建议你再仔细了解一下背后的原因。

[huskar]

说实在的，这解法真不怎么样…性能和可读性一样也不占

[msg7086]

说性能问题也就算了，这题还能怎么写得比 zip()更可读？
虽然我起手写了 transpose 但是我觉得 zip 比 transpose 要更可读一些。