如何根据其他键更新Python defaultdict中的值

我们有一个类似defaultdict(list)结构的列表数据：

l = [('S', ['(', 'Num']), 
     ('Num',['Sign', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '0']), 
     ('Op', ['+', '-', '*', '/']), 
     ('Sign', ['-'])]

需要实现多层递归替换：遍历每个键对应的列表，若列表中的元素是集合中的其他键名，则将该元素替换为对应键的取值列表内容，最终得到完全展开的结果：

最终结果：
[('S', ['(', '-', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '0']), 
 ('Num',['-', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '0']), 
 ('Op', ['+', '-', '*', '/']), 
 ('Sign', ['-'])]

这里的核心是循环检查并替换所有可展开的键，直到没有可以替换的元素为止。具体实现步骤如下：

1. 先将原始列表转换为字典，方便快速查找键对应的取值列表
2. 对每个键的列表进行循环替换，直到列表中没有任何元素是字典的键
3. 最后将处理后的字典转换回原始的列表格式

以下是完整的Python代码：

# 原始数据
l = [('S', ['(', 'Num']), 
     ('Num',['Sign', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9', '0']), 
     ('Op', ['+', '-', '*', '/']), 
     ('Sign', ['-'])]

# 步骤1：转换为字典，方便快速查找
rule_dict = dict(l)

# 步骤2：定义替换函数，循环处理直到没有可替换的键
def expand_list(target_list, lookup_dict):
    changed = True
    while changed:
        changed = False
        new_list = []
        for item in target_list:
            if item in lookup_dict:
                # 如果当前元素是键，替换为对应的列表元素
                new_list.extend(lookup_dict[item])
                changed = True
            else:
                new_list.append(item)
        target_list = new_list
    return target_list

# 步骤3：遍历所有键，处理对应的列表
expanded_dict = {}
for key, value in rule_dict.items():
    expanded_dict[key] = expand_list(value.copy(), rule_dict)

# 步骤4：转换回原始的列表格式
l_new = list(expanded_dict.items())

# 打印结果
print(l_new)

• 字典转换：把列表转成字典rule_dict，这样我们可以用O(1)的时间复杂度快速判断某个元素是否是需要替换的键，提升效率。
• 循环替换：expand_list函数里用while循环持续检查列表元素，只要有元素被替换，就继续循环——这能保证多层嵌套的键也会被完全展开（比如示例中S里的Num先替换为Sign+数字，接着Sign再替换为-）。
• 列表扩展：用extend把对应列表的元素逐个添加进去，避免出现嵌套列表的情况，保证最终结果的格式符合预期。
• 格式还原：处理完所有键后，把字典转回(键, 列表)的元组列表格式，和原始数据结构保持一致。

运行这段代码后，就能得到你预期的完全展开的结果啦。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ron