"Python 梯形函数"

Question

我需要帮助解答这个问题。对于Python中的“阶梯问题”，以下两个答案中哪一个更为恰当：

def is_staircase(nums):
    col_length = 0
    staircase = []

    while len(nums) > 0:
        col_length = col_length + 1
        column = []

        for i in range(0, col_length):
            column.append(nums.pop(0))

            if (len(nums) == 0):
                if i < col_length - 1:
                    return False
                return staircase
        staircase.append(column)

或者

def is_staircase(nums):
    col_length = 0
    staircase = []
    input_list = nums.copy()

    while len(input_list) > 0:
        col_length = col_length + 1
        column = []

        for i in range(0, col_length):
            column.append(input_list.pop(0))

            if (len(input_list) == 0):
                if i < col_length - 1:
                    return False
                staircase.append(column)
                return staircase
        staircase.append(column)

请同时告诉我您选择这个答案的原因。

Mitch Wheat · Answer

这两个答案之间的一个关键区别在于，在第一个答案中，当使用 pop 方法时会改变函数参数 nums 的值。而在第二个答案中，通过首先创建列表的副本，确保了函数参数不会被修改，遵循了函数式编程中的一个重要原则——不可变性。这意味着任何调用第二个函数 is_staircase(nums) 的人都可以确信列表 nums 不会被改变，即在函数调用后其值保持不变。

另外，第二个函数在返回最终结果之前正确地将最后一列添加到了阶梯数组（staircase）中。

Dan Moulding · Answer

我确实选择了第二种方式，因为它是一个完全符合函数式编程原则的函数。一个良好的函数式函数通常具有以下三个特性：

函数返回一个值。
只使用其参数（不使用任何全局或静态变量）。
不修改其任何参数或全局变量。

为什么这么说呢？

让我们通过检查一个简单的例子来理解这一点：

def func(nums: list[int]):
    result = []
    for _ in range(len(nums)):
        val = nums.pop()
        if val % 2 == 0:
            result.append(val)
    return result

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
b = func(a)
print(a)
print(b)

检查一下结果……输出是什么？你会发现a是空的。这是因为你在直接操作a本身并从中弹出值……列表在传递给函数时不是以副本形式传递，而是直接传递其本身。

可以这样理解：假设我有一瓶水，并把它交给你使用。

Ted Lyngmo · Answer

无需修改输入列表，甚至不需要复制它。你所需要做的只是提取不同长度的子序列。

以下代码如果无法构建一个有效的“阶梯”结构，则会返回 None：

def staircase(nums: list[int]) -> list[list[int]] | None:
    if nums:
        result = []
        w = 1
        i = 0
        while s := nums[i:i+w]:
            if len(s) != w:
                break
            result.append(s)
            i += w
            w += 1
        else:
            return result

print(staircase([0,1,2,3,4,5,6,7,8,9]))
print(staircase([0,1,2,3,4,5,6,7,8]))

输出：

[[0], [1, 2], [3, 4, 5], [6, 7, 8, 9]]
None

该代码尝试从给定的整数列表中构建一个“阶梯”结构，即逐层增加宽度的连续子序列。对于 [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9] 这个例子，可以成功构建出阶梯结构；而对于 [0,1,2,3,4,5,6,7,8] 则无法构建，因此返回 None。