如何在Python中构建动态嵌套循环或树？

Question

可以有两种表达方式：

1. 嵌套循环：如何在Python中构建动态嵌套循环， 其中前一个外部迭代的输出 len(list) Loop 是内循环应该迭代的次数？

2. Trees：如何在Python中构建动态树，其中 父级的输出 len(list) 是该父级的子级数 有..等等？

我有 n 个级别（n 是已知的并且是用户输入的）。将其可视化为节点会更容易，所以假设某个级别 i 中的每个节点输出一个列表。该列表的长度是该节点在 i+1 层的子节点数。节点和级别的数量是动态的。级别数是用户给定的参数，但每个级别的节点数是非常动态的，并且取决于父节点（在上一级别中）的输出列表长度。

基本上，它们是嵌套循环，其中每个内部循环的迭代次数取决于其外部循环的输出列表的长度。

我在下面附上了一张图片，以及关卡的结构是怎样的。

如何用Python编写这个代码？我已经尝试使用递归编写代码好几天了，但我似乎无法正确执行。

感谢您提前提供的帮助。

这是我的尝试：

def iterate(l: list, levels: int, current_level: int):
  if levels == current_level:
    return
  for i in range(len(l)):
    print(f"Level:{current_level}, iteration: {i}")
    # do something to get new list .. eg:
    new_list = list(range(1, random.randint(1, 10)+1))
    
  print("-----------------")
  return iterate(new_list, levels, current_level + 1)

迭代([7,4,2,4],3,1)

这是输出：

Level:1, iteration: 0
Level:1, iteration: 1
Level:1, iteration: 2
Level:1, iteration: 3
-----------------
Level:2, iteration: 0
Level:2, iteration: 1
Level:2, iteration: 2
Level:2, iteration: 3
Level:2, iteration: 4
Level:2, iteration: 5

但是，我想要的输出是这样的：

Level:1, iteration: 0
Level:2, iteration: 0
Level:2, iteration: 1
Level:2, iteration: 2

Level:1, iteration: 1
Level:2, iteration: 0
Level:2, iteration: 1
Level:2, iteration: 2
Level:2, iteration: 3
Level:2, iteration: 4

Level:1, iteration: 2
Level:2, iteration: 0
Level:2, iteration: 1

Level:1, iteration: 3
Level:2, iteration: 0
Level:2, iteration: 1
Level:2, iteration: 2
Level:2, iteration: 3
Level:2, iteration: 4
Level:2, iteration: 5

all_data = []
num_levels = 4 (given by user)

LEVEL: 1, and loop number: 0, variables: [4] - - output len: 5 #the num iter for next levels
  LEVEL: 2, and loop number: 0, variables: [5] - - output len: 4 #the num iter for next levels
    LEVEL: 3, and loop number: 0, variables: [4] - - output len: 2 #the num iter for next levels
      LEVEL: 4, and loop number: 0, variables: [2] # reached end - level 4. . . append base data here and of the prev levels to all_data
      LEVEL: 4, and loop number: 1, variables: [2] # reached end - level 4. . . append base data here and of the prev levels to all_data
    LEVEL: 3, and loop number: 1, variables: [4]
    . . .
    LEVEL: 3, and loop number: 2, variables: [4]
     . . .
    LEVEL: 3, and loop number: 3, variables: [4]
     . . .

  LEVEL: 2, and loop number: 1, variables: [5]
    . . .
      . . .
  LEVEL: 2, and loop number: 2, variables: [5]
     . . .
       . . .
  LEVEL: 2, and loop number: 3, variables: [5]
     . . .
       . . .
  LEVEL: 2, and loop number: 4, variables: [5]
     . . .
       . . .

LEVEL: 1, and loop number: 1, variables: [4] - - output len: 2 #the num iter for next levels
  LEVEL: 2, and loop number: 0, variables: [2]
     . . .
       . . .
  LEVEL: 2, and loop number: 1, variables: [2]
     . . .
       . . .

LEVEL: 1, and loop number: 2, variables: [4] - - output len: 3 #the num iter for next levels
  LEVEL: 2, and loop number: 0, variables: [3]
     . . .
       . . .
  LEVEL: 2, and loop number: 1, variables: [3]
     . . .
       . . .
  LEVEL: 2, and loop number: 2, variables: [3]
     . . .
       . . .

LEVEL: 1, and loop number: 3, variables: [4] - - output len: 5 #the num iter for next levels
  LEVEL: 2, and loop number: 0, variables: [5]
     . . .
       . . .
  LEVEL: 2, and loop number: 1, variables: [5]
     . . .
       . . .
  LEVEL: 2, and loop number: 2, variables: [5]
     . . .
       . . .
  LEVEL: 2, and loop number: 3, variables: [5]
     . . .
       . . .
  LEVEL: 2, and loop number: 4, variables: [5]
     . . .
       . . .

Answer 1

不确定我是否理解你的问题，但这是一个潜在的解决方案。使用

pip install asciitree

安装 aciitree 库

from asciitree import LeftAligned

def build_tree(level, max_level):
    if level == max_level+1:
        return {}
    else:
        return {i: build_tree(level+1, max_level) for i in range(1, level+1)}
        
tree = build_tree(1, 4)
tr = LeftAligned()
print(tr(tree))