如何使用Python itertools实现嵌套列表矩阵的缩放操作？

你当前的嵌套列表推导式实现逻辑通顺，用itertools改写可以获得更简洁的核心逻辑，同时大矩阵场景下的执行效率也会更高。
你之前写的itertools版本只实现了行维度的重复，缺失了单行内元素按倍率复制的步骤，补上这层处理就能完成完整的宽高同步缩放。

核心缩放逻辑（无填充） #

仅实现按整数缩放因子重复行与行内元素的核心逻辑，代码如下：

import itertools

def scale_matrix(matrix, scaling_factor):
    # 先生成宽度缩放后的行：每个元素重复scaling_factor次
    width_scaled_rows = (
        list(itertools.chain.from_iterable(itertools.repeat(cell, scaling_factor) for cell in row))
        for row in matrix
    )
    # 再做高度缩放：每个宽度缩放后的行重复scaling_factor次
    return list(itertools.chain.from_iterable(itertools.repeat(row, scaling_factor) for row in width_scaled_rows))

这段代码的执行效果和嵌套列表推导式的纯缩放逻辑完全一致：比如输入[[1,0],[0,1]]、缩放因子为2，会输出[[1,1,0,0],[1,1,0,0],[0,0,1,1],[0,0,1,1]]。

带居中填充的完整实现 #

和你现有代码的填充逻辑对齐，支持缩放后补填充位到目标宽高、内容居中：

def resize_barcode_matrix(matrix, target_width, target_height, scaling_factor, padding_char=0):
    # 先完成核心缩放
    core_matrix = scale_matrix(matrix, scaling_factor)
    core_height = len(core_matrix)
    core_width = len(core_matrix[0]) if core_height else 0

    # 计算各方向填充长度，和原有逻辑保持一致：单侧向下/向右取整
    pad_vertical = target_height - core_height
    pad_top = pad_vertical // 2
    pad_bottom = pad_vertical - pad_top

    pad_horizontal = target_width - core_width
    pad_left = pad_horizontal // 2
    pad_right = pad_horizontal - pad_left

    # 拼接顶部填充、带左右填充的核心内容、底部填充
    top_padding = ([padding_char] * target_width for _ in range(pad_top))
    bottom_padding = ([padding_char] * target_width for _ in range(pad_bottom))
    core_with_h_pad = (
        [padding_char] * pad_left + row + [padding_char] * pad_right
        for row in core_matrix
    )

    return list(itertools.chain(top_padding, core_with_h_pad, bottom_padding))

实现说明 #

• 中间过程全部使用生成器处理，不会额外生成冗余的中间列表，大尺寸条码处理时内存占用更低
• 核心的重复逻辑全部调用itertools的C层实现，同等数据量下比纯Python嵌套列表推导式执行速度更快
• 填充规则和你现有代码完全兼容，不需要调整原有业务的对齐逻辑

如果需要保留独立的expand_height、expand_width函数结构，只需要把对应维度的重复、填充逻辑拆分即可，行内元素重复的部分就是宽度扩展的核心逻辑。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ErikV