【算法与数据结构】Python遍历时删除元素问题总结

引言

在使用Python解决实际问题的时候，我们经常会遇到在遍历可迭代数据的时候，删除元素的场景。 这种操作是非常容易出错的，因为在对同一个可迭代对象， 同时进行遍历和删除的操作，如果处理不恰当，会导致代码得到错误的结果， 在这篇文章中，我们集中讨论一下这个问题。
背景案例， 删除一个list中所有为0 的元素：

lst = [1, 1, 0, 2, 0, 0, 8, 3, 0, 2, 5, 0, 2, 6]

for item in lst:
    if item == 0:
        lst.remove(item)
print lst

输出：(很明显答案是错误的)

[1, 1, 2, 8, 3, 2, 5, 0, 2, 6]

Python中常见的增删查操作

list

添加元素

• append()

list1.append('c')

• extend() – 列表元素添加到另一个列表

list1.extend(['a', 'b'])

• insert()

list1.insert(1, 'x')

list3 = list1 + list2

删除元素

• del

del list1[2]
del list1[-1]
del list1[2:3]

• pop()

list1.pop()  # 删除最后一个元素
list1.pop(0)

• remove() , 按照元素值删除， 删除匹配的第一个值。

list1.remove(2)

• clear() # 清空

list1.clear()

复杂度分析：

insert(i, item) O(n)
append()  O(1)
pop(i) O(n)
in     O(n)
del    O(n)

dict

• defaultdict, 不用担心key不存在

from collections import defaultdict
deep_dist = defaultdict(list)

• 直接添加

dict1['key'] = value

• update方法

xx = {'key': 'value'}
dict1.update(xx)

• del

del dict1['key']

• pop

dict1.pop('key')

• clear

dict1.clear()

• 判断某个key 是否在dict中

dict1.has_key('key')
if 'key' in dict2.keys()
if 'key' in dict1

复杂度分析
基于哈希算法，增删查的复杂度都为O(1)

set

• add()

set1.add(1)

• remove()

set1.remove(1)

• discard

set1.discard(1)

• 集合操作

a & b  # 交集
a | b  # 并
a - b  # 差
a ^ b  # 不同时在两个集合中

复杂度分析：
原理是哈希表， 增删查的复杂度是O(1)

如何遍历过程中删除元素

list

方案一：
采用for 循环倒序遍历的方式， 从列表末尾向前遍历， 这样删除元素时不会影响前面元素的索引。

my_list = [1, 2, 3, 4, 5]
to_delete = [3, 5]
for i in range(len(my_list) - 1, -1, -1):
    if my_list[i] in to_delete:
        del my_list[i]
print(my_list)

方案二：
遍历拷贝的list， 操作原始的list

for item in list1[:]:
    if item == 0:
        list1.remove(item)
print list1

方案三：
逆向思维，将希望保留的元素添加到一个新的列表中，就是想要的结果。

lis = [1,2,3,4]
new_lis = []
for i in lis:
    if i == 4:
        new_lis.append(i)
print(new_lis)

小结：
删除操作的时间复杂度应该是O(n), 个人还是比较喜欢方案一的实现方式， 这个方便实现更复杂的判断逻辑。

dict

方案一：
dict无法在迭代中删除元素， 可以把keys改为一个list， 然后遍历list 来删除dict的元素。

keys = list(d.keys())
for key in keys:
    if key == 'three':
        del d[key]

方案二：
可以直接创建出一个新的字典, 使用推导式。

m_dict = {'a': 1, 'b': 2}

new_dict = {key: value for key, value in my_dict.items() if key != 'a'}

返回的新字典就是删除之后的字典。

小结： 个人倾向于使用keys 列表化的方式删除字典元素， 相比较而言， 这样更节省空间。

set

在原set 上进行删除操作是会抛出异常的。
方案一： 可以使用copy()方法， 在原来的set上进行删除， 在新的set上进行遍历。 如下所示:

my_set = {1,2,3,4,5}
for i in my_set.copy():
    if i % 3 == 0:
        my_set.remove(i)
print(my_set)

小结：
思路是对两个set操作， 一个遍历，一个删除，相互不影响。

总结

本篇文章介绍了Python中list， dict 和set的遍历中删除元素的思路，处理类似的问题的时候，需要小心谨慎， 不然有可能很难定位出代码的bug。

参考资料

https://blog.csdn.net/weixin_36372610/article/details/113582573