在 Python 中，有效地确定两个列表是否是彼此移动的副本

Question

检查两个相对较短（大约 3-8 个元素）列表是否相互移动副本的最有效（及时）方法是什么？如果是，确定并返回偏移量？

这是我想要的示例代码和输出：

>>> def is_shifted_copy(list_one, list_two):
>>>     # TODO
>>>
>>> is_shifted_copy([1, 2, 3], [1, 2, 3])
0
>>> is_shifted_copy([1, 2, 3], [3, 1, 2])
1
>>> is_shifted_copy([1, 2, 3], [2, 3, 1])
2
>>> is_shifted_copy([1, 2, 3], [3, 2, 1])
None
>>> is_shifted_copy([1, 2, 3], [1])
None
>>> is_shifted_copy([1, 1, 2], [2, 1, 1])
1

列表可能有重复的条目。如果多个偏移量有效，则返回任何偏移量。

Answer 1

这是一个简单的迭代器版本，它在 2n 次迭代中完成这项工作（n 是列表的长度）

import itertools

def is_shifted_copy(list1, list2):

    if len(list1) != len(list2):
        return False

    iterator = iter(list2)

    for i, item in enumerate(itertools.chain(list1, list1)):
        try:
            if item == iterator.next():
                continue
            else:
                iterator = iter(list2)
        except StopIteration:
            return i - len(list2)

    else:
        return False


print is_shifted_copy([1, 2, 3], [1, 2, 3]) #0
print is_shifted_copy([1, 2, 3], [3, 1, 2]) #2
print is_shifted_copy([1, 2, 3], [3, 2, 1]) #False
print is_shifted_copy([1, 2, 3], [2, 3, 1]) #1
print is_shifted_copy([1, 1, 2], [2, 1, 1]) #2
print is_shifted_copy([1, 2, 3], [1]) #False
print is_shifted_copy([1, 2, 1], [2, 1, 1]) #1
print is_shifted_copy([1, 1, 1], [1, 1, 1]) #0

根据您的规范，

不应该is_shifted_copy([1, 1, 2], [2, 1, 1])返回2吗？

Answer 2

搜索第一个列表的两个副本可以避免执行过多的连接：

def is_shifted_copy(l1, l2):
    l1l1 = l1 * 2
    n = len(l1)
    return next((i for i in range(n) if l1l1[i:i + n] == l2), None)

Answer 3

这是一个基于索引和切片的解决方案：

>>> def is_shifted_copy(l1, l2):
    try:
        return [l1[-i:] + l1[:-i] for i in range(len(l1))].index(l2)
    except ValueError:
        return None

结果如预期：

>>> is_shifted_copy([1, 2, 3], [1, 2, 3])
0
>>> is_shifted_copy([1, 2, 3], [3, 1, 2])
1
>>> is_shifted_copy([1, 2, 3], [2, 3, 1])
2
>>> is_shifted_copy([1, 2, 3], [2, 1, 3])
None

Answer 4

以下是 NPE 解决方案的修改版本，它检查所有可能的匹配位置。它与 thkang（和 ecatmur）的巧妙迭代器解决方案相比毫不逊色：

import itertools as IT

def is_shifted_copy_thkang(list1, list2):
    N = len(list1)
    if N != len(list2):
        return None
    elif N == 0:
        return 0
    next_item = iter(list2).next
    for i, item in enumerate(IT.chain(list1, list1)):
        try:
            if item == next_item():
                continue
            else:
                next_item = iter(list2).next
        except StopIteration:
            return -i % N
    else:
        return None

def is_shifted_copy_NPE(list1, list2):
    N = len(list1)
    if N != len(list2):
        return None
    elif N == 0:
        return 0

    pos = -1
    first = list1[0]
    while pos < N:
        try:
            pos = list2.index(first, pos+1)
        except ValueError:
            break
        if (list2 + list2)[pos:pos+N] == list1:
            return pos
    return None

def is_shifted_copy_ecatmur(l1, l2):
    l1l1 = l1 * 2
    n = len(l1)
    return next((-i % n for i in range(n) if l1l1[i:i + n] == l2), None)


tests = [
    # ([], [], 0),    
    ([1, 2, 3], [1, 2, 3], 0),
    ([1, 2, 3], [3, 1, 2], 1),
    ([1, 2, 3], [2, 3, 1], 2),
    ([1, 2, 3], [3, 2, 1], None),
    ([1, 2, 3], [1], None),
    ([1, 1, 2], [2, 1, 1], 1),
    ([1,2,3,1,3,2], [1,3,2,1,2,3], 3)
    ]

for list1, list2, answer in tests:
    print(list1, list2, answer)
    assert is_shifted_copy_thkang(list1, list2) == answer
    assert is_shifted_copy_NPE(list1, list2) == answer    
    assert is_shifted_copy_ecatmur(list1, list2) == answer        

---

In [378]: %timeit is_shifted_copy_thkang([1, 2, 3], [3, 1, 2])
100000 loops, best of 3: 3.5 us per loop

In [377]: %timeit is_shifted_copy_ecatmur([1, 2, 3], [3, 1, 2])
100000 loops, best of 3: 2.37 us per loop

In [379]: %timeit is_shifted_copy_NPE([1, 2, 3], [3, 1, 2])
1000000 loops, best of 3: 1.13 us per loop

---

注意：我更改了is_shifted_copy_thkang 和is_shifted_copy_ecatmur 中的返回值，以便所有三个版本都能通过原始帖子中的测试。

我对有变化和没有变化的函数进行了基准测试，发现它不会显着影响函数的性能。

例如，return i:

In [384]: %timeit is_shifted_copy_thkang([1, 2, 3], [3, 1, 2])
100000 loops, best of 3: 3.38 us per loop

与return -i % N:

In [378]: %timeit is_shifted_copy_thkang([1, 2, 3], [3, 1, 2])
100000 loops, best of 3: 3.5 us per loop