Python中高效且简洁的列表初始化方法

# 初始化一个包含5个None的列表
list_of_nones = [None] * 5
print(f"包含None的列表: {list_of_nones}") # 输出: [None, None, None, None, None]

# 初始化一个包含3个整数0的列表
list_of_zeros = [0] * 3
print(f"包含0的列表: {list_of_zeros}")   # 输出: [0, 0, 0]

# 初始化一个包含4个字符串"hello"的列表
list_of_strings = ["hello"] * 4
print(f"包含字符串的列表: {list_of_strings}") # 输出: ['hello', 'hello', 'hello', 'hello']

# 错误示例：使用可变对象初始化
mutable_list = [[]] * 3
print(f"初始化后的可变列表: {mutable_list}") # 输出: [[], [], []]

mutable_list[0].append(1) # 修改第一个子列表
print(f"修改第一个子列表后: {mutable_list}") # 输出: [[1], [1], [1]] - 所有子列表都被修改

# 使用lambda函数根据索引生成平方数列表
size = 5
squared_list = list(map(lambda i: i * i, range(size)))
print(f"平方数列表: {squared_list}") # 输出: [0, 1, 4, 9, 16]

# 使用普通函数生成列表
def get_even_number(index):
    return index * 2

even_numbers_list = list(map(get_even_number, range(size)))
print(f"偶数列表: {even_numbers_list}") # 输出: [0, 2, 4, 6, 8]

# 特殊且常见的场景：初始化为索引本身
index_list = list(range(size)) # 相当于 list(map(lambda x: x, range(size)))
print(f"索引列表: {index_list}") # 输出: [0, 1, 2, 3, 4]

def make_list(size: int, initializer: callable):
    """
    创建一个指定大小的列表，其中每个元素由initializer函数根据其索引生成。

    Args:
        size (int): 列表的大小。
        initializer (callable): 一个接受一个参数（元素索引）并返回元素值的函数。

    Returns:
        list: 包含动态生成元素的列表。
    """
    if not isinstance(size, int) or size < 0:
        raise ValueError("Size must be a non-negative integer.")
    if not callable(initializer):
        raise TypeError("Initializer must be a callable function.")
    return list(map(initializer, range(size)))

# 使用辅助函数生成列表
cubed_list = make_list(4, lambda i: i ** 3)
print(f"立方数列表 (使用make_list): {cubed_list}") # 输出: [0, 1, 8, 27]

# 初始化包含独立空列表的列表
list_of_empty_lists = make_list(3, lambda _: [])
list_of_empty_lists[0].append("item")
print(f"包含独立空列表的列表: {list_of_empty_lists}") # 输出: [['item'], [], []] - 每个子列表都是独立的