如何在Python中将N维嵌套数组展平为一维数组？

需求：将包含任意N层嵌套的列表转换为一维数组，示例如下：
输入数组：

ND_array = [1, [2, 3], [4, [5, 6]], 7, [8, 9, [10, 11, 12, [13, [14, 15, 16], 17], 18], 19, 20], 21]

期望输出：

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21]

方案1：递归生成器（简洁高效，内存友好） #

递归生成器是处理这类问题的常用方案，它不会一次性生成整个结果列表，而是按需产生元素，内存占用更低，适合处理大型嵌套数组：

def flatten(nested_list):
    for item in nested_list:
        if isinstance(item, list):
            yield from flatten(item)
        else:
            yield item

# 调用示例
result = list(flatten(ND_array))
print(result)

• 原理：遍历输入列表的每个元素，若元素是列表则递归遍历该子列表，否则直接返回元素；yield from简化了递归生成器的调用逻辑。
• 注意：如果嵌套深度超过Python默认的递归深度限制（默认是1000），会抛出RecursionError，此时建议用迭代方案。

方案2：迭代式实现（无递归深度限制，更稳定） #

用栈模拟递归过程，完全避免递归深度问题，适合处理嵌套极深的场景：

def flatten_iterative(nested_list):
    stack = nested_list.copy()
    result = []
    while stack:
        item = stack.pop()
        if isinstance(item, list):
            stack.extend(item)
        else:
            result.append(item)
    # 栈是后进先出，最后反转结果得到正确顺序
    return result[::-1]

# 调用示例
result = flatten_iterative(ND_array)
print(result)

• 原理：将初始列表放入栈中，循环弹出栈顶元素，若为列表则将其元素全部加入栈中，否则加入结果列表；由于栈的后进先出特性，最后需要反转结果得到正确顺序。
• 优势：不受递归深度限制，极端嵌套场景下更可靠。

方案3：一行式实现（基于列表推导式，适合简单场景） #

如果追求代码简洁，也可以用嵌套列表推导式的递归写法，但可读性稍差，且同样存在递归深度限制：

flatten = lambda lst: [x for sublist in lst for x in flatten(sublist)] if isinstance(lst, list) else [lst]

# 调用示例
result = flatten(ND_array)
print(result)

最优方案选择 #

• 大多数场景下优先选择递归生成器，代码简洁且内存效率高；
• 若处理的嵌套列表深度极大（超过1000层），则选择迭代式实现，避免栈溢出问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user22878443