如何将序列列表转换为多层嵌套字典？求通用实现方案

问题描述 #

给定如下序列列表：

l = [( "tx", 'houston', 'richmond'),
("tx", 'dallas', 'lakewood'),
( "tx", 'houston', 'kessler'),
( "tx", 'dallas', 'cedars'),
( "ct", 'hartford', 'wethersfield'),
( "ct", 'hartford', 'parkville'),
( "ct", 'new haven', 'westville'),
( "fl", 'miami', 'gladview'),
("fl", 'orlando', 'parramore'),
( "fl", 'orlando', 'golden heights'),
( "fl", 'miami', 'el portal')]

需要将其转换为指定格式的嵌套字典，且方案需支持处理任意长度的序列（即多层嵌套场景），最终输出示例如下：

{
    "tx": [
        {"houston": [ "richmond", "kessler" ]},
        { "dallas": [ "lakewood", "cedars" ]},
    ],
    "ct": [
        {"hartford": ["wethersfield", "parkville"]},
        {"new haven": ["westville"]},
    ],
    "fl": [
        {"orlando": ["parramore", "golden heights"]},
        {"miami": ["gladview", "el portal"]},
    ]
}

解决方案 #

一、自定义通用嵌套函数 #

以下函数通过递归逻辑处理任意层数的序列，自动完成分组与嵌套构建：

from collections import defaultdict

def build_nested_structure(data):
    # 序列只剩最后一层时，直接返回元素列表
    if len(data[0]) == 1:
        return [item[0] for item in data]
    
    # 按当前层级的第一个元素分组
    level_groups = defaultdict(list)
    for item in data:
        level_groups[item[0]].append(item[1:])
    
    result = {}
    for key, subgroups in level_groups.items():
        # 下一层是最后一层时，整理为{键: 元素列表}的字典并放入列表
        if len(subgroups[0]) == 1:
            inner_dict = defaultdict(list)
            for k, v in subgroups:
                inner_dict[k].append(v)
            result[key] = [{k: v} for k, v in inner_dict.items()]
        # 否则继续递归处理更深层级
        else:
            result[key] = [build_nested_structure(subgroups)]
    
    return result

# 调用示例
output = build_nested_structure(l)
print(output)

二、使用Pandas实现 #

借助Pandas的分组功能可快速完成格式转换，代码简洁直观：

import pandas as pd

# 将列表转为DataFrame
df = pd.DataFrame(l, columns=['state', 'city', 'area'])

# 先按state和city分组，收集area为列表
grouped = df.groupby(['state', 'city'])['area'].apply(list).reset_index()

# 再按state分组，整理为目标嵌套格式
result = grouped.groupby('state').apply(
    lambda x: x.set_index('city')['area'].to_dict('records')
).to_dict()

print(result)

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