Python阈值求和面试题：求电梯按顺序载客所需运行趟数的简洁写法

有位朋友在应聘初级Python开发岗位的面试中，遇到了如下问题：

某栋大楼配备1部电梯，员工按固定顺序排队搭乘电梯上行，电梯设有最大载重上限。已知所有乘客的体重按排队顺序存放在有序列表中，请问电梯总共需要运行多少趟？

现有如下C风格的循环实现可以正确满足需求，但写法偏繁琐，能否给出更简洁的实现方式，最好支持一行代码完成？

#!/usr/bin/env python3

MAX_MASS = 280  # 单位：kg

def how_many(masses):
    trips = 0
    total_mass = 0
    for m in masses:
        # 电梯超重，发走当前趟次
        if total_mass + m > MAX_MASS:
            trips = trips + 1
            total_mass = 0

        total_mass = total_mass + m

    # 剩余不足载重的乘客也需要发一趟
    if total_mass > 0:
        trips = trips + 1

    return trips


if __name__ == '__main__':
    passangers = [19, 22, 34, 33, 82, 91, 77, 31, 87]
    trips = how_many(passangers)
    print(trips)

解决方案 #

可以借助functools.reduce维护遍历过程中的状态，实现一行逻辑完成计算，和原实现逻辑完全对齐：

from functools import reduce
MAX_MASS = 280

def how_many(masses):
    return reduce(lambda acc, m: (acc[0]+1, m) if acc[1] + m > MAX_MASS else (acc[0], acc[1]+m), masses, (0, 0))[0] + (1 if masses else 0)

逻辑说明 #

• reduce的累加器用二元组(已发走的趟数, 当前电梯内总载重)存储中间状态，初始值为(0, 0)
• 遍历每个乘客体重时，如果加入当前乘客后超重，就将已发趟数+1，当前载重重置为当前乘客的体重；否则直接累加当前载重
• 遍历结束后，如果输入的乘客列表非空，最后留在电梯里的乘客还需要额外加一趟，空列表直接返回0
• 完全兼容原实现的边界处理逻辑：比如单个乘客体重超过载重上限时，会正确返回2趟，空输入返回0

测试样例[19, 22, 34, 33, 82, 91, 77, 31, 87]运行结果为3，和原实现输出一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Vorac