如何展开基于键值“对”的python列表字典？答案

【问题标题】：How to unfold a python dictionary of lists based on key-value "pairs"?如何展开基于键值“对”的python列表字典？
【发布时间】：2018-09-02 02:24:23
【问题描述】：

我有一个使用 Python3.x 列表字典的算法问题，但也许另一种数据结构更合适。

假设我有以下 Python 字典：

dict1 = {1:[4, 12, 22], 2:[4, 5, 13, 23], 3:[7, 15, 25]}

键 1 与值 [4, 12, 22] 关联表示 1 与 4“关联”。1 也与 12 关联，1 与 22 关联。此外，2 与 4 关联，2 与5、2关联13、1关联23等。

我的问题是，对于这个小例子，我如何“展开”这个字典，以便值列表的每个元素都编码这个“关联”？

也就是说，最终的结果应该是：

intended_dict = {1:[4, 12, 22], 2:[4, 5, 13, 23], 3:[7, 15, 25], 
                     4:[1, 2], 5:[2], 12:[1], 13:[2], 15:[3], 22:[1], 23:[2], 25:[3]}

因为 4 与 1 相关联，4 与 2 相关联，5 与 2 相关联，等等。

有没有办法像这样“展开”字典？

这将如何扩展到包含数百万个整数的更大列表的更大字典？

也许另一种数据结构在这里会更有效，尤其是对于更大的列表？

编辑：鉴于我正在使用的实际字典的大小（不是上面发布的那个），该解决方案应尽可能提高内存/性能效率。

【问题讨论】：

这取决于您的值范围，但您可以使用稀疏矩阵（例如来自scipy）将关联存储在邻接矩阵中，以提高效率。

标签： python python-3.x dictionary key-value

【解决方案1】：

简单的一个班轮：

newdict={v:[i for i in dict1.keys() if v in dict1[i]] for k,v in dict1.items() for v in v}
print(newdict)

输出：

{4: [1, 2], 12: [1], 22: [1], 5: [2], 13: [2], 23: [2], 7: [3], 15: [3], 25: [3]}

合并它们：

print({**dict1,**newdict})

【讨论】：

技术上一个两行来获得请求的输出。但是很好。
我相信这是性能最高的选项，基于timeit
@ShanZhengYang 谢谢，很高兴我的帮助，?

【解决方案2】：

以下会做：

intended_dict = dict1.copy()
for k, v in dict1.items():
    for i in v:
        intended_dict.setdefault(i, []).append(k)

【讨论】：

双 for 循环让我觉得这对于大型字典来说效率非常低，对吧？
这是必要的，因为您有 n 个数字，每个数字都映射到 i(n) 个数字，因此有必要至少取 n x i(n) 次迭代的总和来构建反向映射。跨度>

【解决方案3】：

一种方法是使用collections.defaultdict

from collections import defaultdict
dict1 = {1:[4, 12, 22], 2:[4, 5, 13, 23], 3:[7, 15, 25]}
d_dict = defaultdict(list)

for k,l in dict1.items():
    for v in l:
        d_dict[v].append(k)

intended_dict = {**dict1, **d_dict}
print (intended_dict)
#{1: [4, 12, 22], 2: [4, 5, 13, 23], 3: [7, 15, 25], 4: [1, 2], 12: [1], 22: [1], 5: [2], 13: [2], 23: [2], 7: [3], 15: [3], 25: [3]}

【讨论】：

【解决方案4】：

您基本上是在尝试存储关系。关于这个有一个完整的领域——它们存储在关系数据库中，其中包含表。在 Python 中，将其作为 2-lists 的列表来执行会更自然——或者，由于您的关系是对称的并且顺序无关紧要，因此可以使用 2-sets 的列表。一个更好的解决方案是pandas，它是在 Python 中做表格的规范包。

暂时这里是如何将你原来的东西变成一个pandas对象，然后把它变成你固定的东西以包含对称性。

import pandas as pd

dict1 = {1:[4, 12, 22], 2:[4, 5, 13, 23], 3:[7, 15, 25]}

relations = pd.DataFrame(
    [[key, value] for key, values in dict1.items() for value in values]
)

print(relations)

Out:
   0   1
0  1   4
1  1  12
2  1  22
3  2   4
4  2   5
5  2  13
6  2  23
7  3   7
8  3  15
9  3  25

result = {
    **{key: list(values) for key, values in relations.groupby(0)[1]},
    **{key: list(values) for key, values in relations.groupby(1)[0]}
}

print(result)

Out:
{1: [4, 12, 22],
 2: [4, 5, 13, 23],
 3: [7, 15, 25],
 4: [1, 2],
 5: [2],
 7: [3],
 12: [1],
 13: [2],
 15: [3],
 22: [1],
 23: [2],
 25: [3]}

【讨论】：