如果项目相同，如何在元组列表中添加项目

Question

我正在尝试将 Python3 中的两个多项式相乘（2x^3-3x^2+4x * 2x^2-3 = 4x^5-6x^4+2x^3+9x^2-12x）并表示我使用元组(exponent, variable) 的多项式，所以我上面描述的操作是：[(3,2), (2,-3), (1,4)] * [(2,2), (0, -3)]

我得到了下一个list 作为答案：[(5, 4), (3, -6), (4, -6), (2, 9), (3, 8), (1, -12)]

表示：4x^5-6x^3-6x^4+9x^2+8x^3-12x

但我的问题是我无法找到一种方法来“添加”具有与 -6x^3 (3, -6) 和 8x^3 (3, 8) 相同的第一个元素的元组。

有没有“Pythonic”的方式来实现这一点？

Answer 1

我会从列表切换到字典。为了使添加更容易，我会使用defaultdict：

from collections import defaultdict

poly = defaultdict(int)

然后将这些元组添加到字典中：

for exponent, variable in poly_list:
    poly[exponent] += variable

有点效果：

>>> from collections import defaultdict
>>> 
>>> poly = defaultdict(int)
>>> 
>>> for poly_list in [[(1, 1)], [(1, 1)]]:
...     for exponent, variable in poly_list:
...         poly[exponent] += variable
... 
>>> poly
    defaultdict(<type 'int'>, {1: 2})
>>> poly.items()
    [(1, 2)]

虽然就我个人而言，我只会创建一个Polynomial 类：

class Polynomial(object):
    def __init__(self, terms=None):
        if isinstance(terms, dict):
            self.terms = terms
        else:
            self.terms = dict(terms) or {}

    def copy(self):
        return Polynomial(self.terms.copy())

    def __add__(self, other):
        result = self.copy()

        for e, c in self.terms.items():
            result[e] = self.get(e, 0) + c

        return result

    def __mul__(self, other):
        result = self.copy()

        for e1, c1 in self.terms.items():
            for e2, c2 in other.terms.items():
                result[e1 + e2] = self.get(e1, 0) * other.get(e2, 0)

        return result

Answer 2

这可以使用itertools.groupby()在一行中完成：

>>> [(exponent, sum(value for _, value in values)) for exponent, values in groupby(sorted(l, key=itemgetter(0)), key=itemgetter(0))]
[(1, -12), (2, 9), (3, 2), (4, -6), (5, 4)]

将其分解为更具可读性的内容 (readability counts)...

导入工具：

>>> from itertools import groupby
>>> from operator import itemgetter
>>> 

声明输入（您已经完成了这一点）：

>>> l = [(5, 4), (3, -6), (4, -6), (2, 9), (3, 8), (1, -12)]
>>> 

在我们分组之前，我们需要排序（在tuple中的第一项上）：

>>> l_sorted = sorted(l, key=itemgetter(0))
>>> 

然后分组（同样，按第一项）：

>>> l_grouped = groupby(l_sorted, key=itemgetter(0))
>>> 

然后创建一个list comprehension，summing 组中的值（忽略键）：

>>> [(exponent, sum(v for _,v in values)) for exponent, values in l_grouped]
[(1, -12), (2, 9), (3, 2), (4, -6), (5, 4)]