仅使用列表推导重新排列（列表列表）矩阵

Question

考虑以下 3 x 4 矩阵，它在 Python 中实现为 3 个长度为 4 的列表：

>>> matrix = [[1, 2, 3, 4],[5, 6, 7, 8],[9, 10, 11, 12]]

以下列表推导将重新排列矩阵转置的行和列：

>>> [[row[i] for row in matrix] for i in range(4)]
[[1, 5, 9], [2, 6, 10], [3, 7, 11], [4, 8, 12]]

但假设我需要这个结果：

[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12]]

这是一个重新排列的 4 x 3 矩阵，以便获得原始矩阵的连续“滚动”，每 3 个元素“中断”到新行。

我知道可以制定出一种算法来完成这项任务，但是是否有可能仅使用列表推导式来获得它？（如果是，如何？）

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编辑：

接受的答案应满足以下要求：

• 必须在基本/干净的 Python 安装上工作（没有额外的库）；
• 必须是（类似于矩阵转置）“单线”。

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第二次编辑 + 接受的答案动机：

当我不得不为此寻找解决方案时，我做了以下事情（基于我在下面我自己的 cmets 中给出的建议）：

mat = [[1,2,3,4],[5,6,7,8],[9,10,11,12]]

[[mat[(3*(i-1)+j -1)//4+1][(3*(i-1)+j -1)%4] for j in range(3)] for i in range(4)]

请注意，我写的解决方案是针对这种情况的，但正如 Clodion 也注意到的那样，“公式”可以“概括”，以便将初始（列表列表）矩阵重新排列为不同的“形状"。

Answer 1

这样的事情怎么样：

>>> matrix = [[1, 2, 3, 4],[5, 6, 7, 8],[9, 10, 11, 12]]
>>> it = (y for x in matrix for y in x)
>>> list(zip(*[it]*3))
[(1, 2, 3), (4, 5, 6), (7, 8, 9), (10, 11, 12)]

如果你想要列表列表：

>>> matrix = [[1, 2, 3, 4],[5, 6, 7, 8],[9, 10, 11, 12]]
>>> it = (y for x in matrix for y in x)
>>> list(map(list, zip(*[it]*3)))
[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12]]

解释：

1. 首先我们创建一个生成器，它给出列表的元素（好像它被展平为一个列表 - 即 1,2,3,4,5,6,...,12） -我们将其存储在it。

2. 然后我们调用zip() 给它it 三次；因为生成器是一样的，所以每次都会在it中提供下一个元素。

进一步说明：如果需要，您甚至可以将初始矩阵重新排列为与 4 x 3 不同的“形状”，只需将 3 更改为所需的列数即可。 （例如，将其更改为 2 或 6，您将分别获得 6 x 2 或 2 x 6 重新排列的矩阵。

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一种不使用zip，只使用列表推导的方法，但它需要两行-

>>> matrix = [[1, 2, 3, 4],[5, 6, 7, 8],[9, 10, 11, 12]]
>>> it = (y for x in matrix for y in x)
>>> [[next(it) for _ in range(3)] for _ in range(4)]
[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12]]

Answer 2

numpy 是一个选项吗？

import numpy

x = [[1, 2, 3, 4], [5, 6, 7, 8], [9, 10, 11, 12]]
y = numpy.array(x).reshape((4, 3))
print y

输出：

[[ 1  2  3]
 [ 4  5  6]
 [ 7  8  9]
 [10 11 12]]

这至少是一个列表理解，我现在缺乏创造力，但这在某种程度上起到了作用：P

print [[[z for y in x for z in y][i*3+j] for j in range(len(x))] for i in range(len(x[0]))]

输出：

[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12]]

Answer 3

以下解决方案仅使用列表推导，不使用 zip：

m = [[1, 2, 3, 4],[5, 6, 7, 8],[9, 10, 11, 12]]

flat = [l2 for l1 in m for l2 in l1]
output = [[flat.pop(0), flat.pop(0), flat.pop(0)] for x in range(4)]

print(output)

输出是：

[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12]]

或者对于一个非常简单的单行：

print [m[0][:3],[m[0][3]]+m[1][0:2],m[1][2:]+[m[2][0]],m[2][1:]]

Answer 4

好吧，只有列表，它很粗糙（建议会受到赞赏？）：

matrix = [[1, 2, 3, 4],[5, 6, 7, 8],[9, 10, 11, 12]]
lst = [y for row in matrix for y in row]
lst = [[lst[x+y*3] for x in range(3)] for y in range(4)]
print(lst)

结果：

[[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9], [10, 11, 12]]

是的！在一个列表理解中：

nr, nc = 4, 3
ic = len(matrix[0])
lst = [[matrix[(r*nc+c)//ic][(r*nc+c)%ic] for c in range(nc)] for r in range(nr)]
print(*lst, sep="\n")

结果：

[1, 2, 3]
[4, 5, 6]
[7, 8, 9]
[10, 11, 12]

但你也可以拥有（nr, nc = 6, 2）

[1, 2]
[3, 4]
[5, 6]
[7, 8]
[9, 10]
[11, 12]

这是你的问题，不是吗？