如何用Python识别数组中不符合指定序列的异常元素索引？

给定重复序列 sequence = [1, 1, 0]，正常数组会全程重复该序列（例如 [1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0]）。但部分数组中混入了个别异常元素（仅0或1），移除这些异常元素后数组会完全符合序列重复规律。需要编写Python代码找出所有异常元素的索引。

示例：
异常数组 [1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0] 中，索引6和16的元素是异常值，移除后数组符合序列重复规则。

此前尝试的方案存在缺陷：

• 将数组拆分为3元素块递归检查，效率极低
• 通过索引和已识别异常数计算预期值，但逐元素对比导致逻辑重叠，易出错

解决方案 #

思路 #

采用线性遍历的方式，维护一个指针跟踪当前需要匹配的序列位置：

• 遍历数组时，若当前元素与序列指针指向的元素匹配，则将指针后移（循环回到序列开头）
• 若不匹配，则记录当前索引为异常，不移动序列指针

该方法时间复杂度为O(n)（n为数组长度），效率高且逻辑清晰，不会出现重叠问题。

代码实现 #

def find_anomalous_indices(arr, sequence):
    seq_len = len(sequence)
    if seq_len == 0:
        return []
    seq_ptr = 0
    anomalies = []
    for idx, num in enumerate(arr):
        if num == sequence[seq_ptr]:
            seq_ptr = (seq_ptr + 1) % seq_len
        else:
            anomalies.append(idx)
    return anomalies

# 测试示例
test_array = [1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0]
target_sequence = [1, 1, 0]
print(find_anomalous_indices(test_array, target_sequence))  # 输出: [6, 16]

代码说明 #

• seq_ptr：始终指向当前应该匹配的序列元素位置，匹配成功后循环推进
• 遍历过程中，仅在元素匹配时推进序列指针，不匹配则直接标记当前索引为异常
• 空序列做特殊处理，直接返回空列表

内容的提问来源于stack exchange，提问作者callum