多次元リストでリストとリストの間に数字をいれていきたい場合

Question

lis = [[5,6],
[9,11],
[15,16],
[19,22]]

このリストがあり
下の様なリストにするためにコードを書いたのですが
他に良い方法があればお聞きしたいです。

[0, 1, 2, 3, 4, [5, 6], 7, 8, [9, 10, 11], 12, 13, 14, [15, 16], 17, 18, [19, 20, 21, 22]]

やったこと

lis = [[5,6],
[9,11],
[15,16],
[19,22]]

lis2 = []
for n in range(len(lis)):
    l = [] 
    for i in range(lis[n][0], lis[n][-1] + 1):
        l.append(i)
    lis2.append(l)

lis3 = []
for li in lis2:
    for l in li:
        lis3.append(l)


new_lis = []
n = 0
for i in range(0, lis2[-1][-1] + 1):
    if i not in lis3:
        new_lis.append(i)

n = 0
for i in range(len(lis2)):
    ind = new_lis.index(lis2[n][0]-1)
    new_lis.insert(ind +1, lis2[i])
    n += 1

このように書いてみました。
結果は以下になります。

[0, 1, 2, 3, 4, [5, 6], 7, 8, [9, 10, 11], 12, 13, 14, [15, 16], 17, 18, [19, 20, 21, 22]]

得たい実行結果は得られたのですが
やってて無理矢理感を感じ
もし他に良い方法があればお聞きしたいと思い
こちらで質問させていただきました。

有識者様のお力をお借りできればと思います。
是非宜しくお願い致します。

追記　2021/12/18 15:17

皆様いつもお世話になっております。
たくさんのご回答ありがとうございます。
私なりにベストアンサーを決めさせていただきました！
しかし皆様のご回答、どれも参考になりました。
そして初歩的ですが新しい発見もありました。ありがとうございます。
日々精進してまいります。

Answer 1

たとえば、こんなのでどうでしょう？

lis = [
  [5,6],
  [9,11],
  [15,16],
  [19,22]
]


lis2 = []
start = 0
for span in lis:
  lis2.extend([
    *(x for x in range(start, span[0])),
    [y for y in range(span[0], span[1] + 1)]
  ])
  start = span[1] + 1
  

print(lis2)
 

出力結果：

[0, 1, 2, 3, 4, [5, 6], 7, 8, [9, 10, 11], 12, 13, 14, [15, 16], 17, 18, [19, 20, 21, 22]]

???? replit.com/@kilesa/tera:Q374380

追記

もうひとつ出来ました。こちらははじめに0から22までを含む一次元のリストとしてlis2を作っておいて、lis の含む長さ2のリストが表す区間を子リストで置き換えていきます。

lis = [
  [5,6],
  [9,11],
  [15,16],
  [19,22]
]

lis2 = [x for x in range(lis[-1][1] + 1)]

d = 0
for s, e in lis:
  start = s - d
  end = e + 1 - d
  lis2[start:end] = [lis2[start:end]]
  d += (e - s)

print(lis2)

出力結果：

[0, 1, 2, 3, 4, [5, 6], 7, 8, [9, 10, 11], 12, 13, 14, [15, 16], 17, 18, [19, 20, 21, 22]]

???? replit.com/@kilesa/tera:Q374380 #2

追記2

もう一案です。
空リストのlis2に0以上22以下の整数を追加していきますが、その数が lisの要素の閉区間に含まれていれば入れ子のリストに追加し、含まれていなければ lis2 に追加されるように if, elifおよび else　を組み立てています。

lis = [
  [5,6],
  [9,11],
  [15,16],
  [19,22]
]

lis2 = []
i = 0

for x in range(lis[-1][1]+1):
  if i < len(lis) and x == lis[i][0]:
    lis2.append([x])
  elif len(lis2) > 0 and type(lis2[-1]) == list:
    if x <= lis[i][1]: 
      lis2[-1].append(x)
    else:
      lis2.append(x)
      i += 1
  else:
    lis2.append(x)


print(lis2)

出力結果：

[0, 1, 2, 3, 4, [5, 6], 7, 8, [9, 10, 11], 12, 13, 14, [15, 16], 17, 18, [19, 20, 21, 22]]

???? replit.com/@kilesa/tera:Q374380 #3

追記3

一つ目のコード案について、冗長な部分がありました。以下修正点です。

for span in lis:
  lis2.extend([
-   *(x for x in range(start, span[0])),
+   *range(start, span[0]),
-   [y for y in range(span[0], span[1] + 1)]
+   [*range(span[0], span[1] + 1)]
  ])
  start = span[1] + 1

???? replit.com/@kilesa/tera:Q374380 #4

追記4

読みやすさの点ではどうかと思いますが追記3のコードを reduce を使って一行に詰めてみたものです。

from functools import reduce

lis2, _ = reduce(lambda a, s: ([*a[0], *range(a[1], s[0]), [*range(s[0], s[1]+1)]], s[1]+1), lis, ([], 0))

???? replit.com/@kilesa/tera:Q374380 #5

Comments

[dd_]

kilesa様、お世話になっております！
早速のご回答ありがとうございます。
頂いたご回答の内容は、また日中に詳しく確認させて頂ければと思います！

[dd_]

追記してくださってた事、今気が付きました。。
大変失礼いたしました。。

kilesa様、もし見てくださってたら謝罪させて頂きたいです。
本当に失礼な事をしてしまい申し訳ありませんでした。。

追記の内容しっかりと拝見させて頂きます！！
ありがとうございます。

Answer 2

１行で生成すると

lis = [[5,6], [9,11], [15,16], [19,22]]
ans = sum((n:=0)or[[*range(i, top)]+[[*range(top, n:=end+1)]] for top,end in lis if (i:=n)>=0], [])
print(ans)

Comments

[dd_]

ご回答ありがとうございます！
とても参考になりました。
日々精進してまいります。

Answer 3

lis = [
	[5,6],
	[9,11],
	[15,16],
	[19,22]
]

a = []
i = 0
for s, e in lis:
    a += [*list(range(i, s)), list(range(s, i := e+1))]

print(a)

追記
lehshellさんの回答を見て、私も 1行にしてみました。

a = sum((i:=0) or [[*range(i, s), [*range(s, i:=e+1)]] for s, e in lis], [])

Comments

[dd_]

ご回答ありがとうございます！
参考にさせて頂きます！！
ありがとうございます。

Answer 4

こんな方法はどうでしょう。

dst = []
i = 0
for start, end in lis:
    dst.extend([e for e in range(i, start)])
    dst.append([e for e in range(start, end+1)])
    i = end+1

print(dst)

Comments

[dd_]

ご回答ありがとうございます！
参考にさせて頂きました。
是非またご機会があれば何卒宜しくお願い致します。
ありがとうございます！

Answer 5

考え方はいいと思います。
自分的に率直に書くとこんなかんじでしょか。

lis = [[5,6],
[9,11],
[15,16],
[19,22]]

new_lis = []
ci = 0
for li in lis:
    for j in range(ci,li[0]):
        new_lis.append(j)
    new_lis.append([i for i in range(li[0], li[-1] + 1)])
    ci = li[-1] + 1
print(new_lis)

Comments

[dd_]

ご回答ありがとうございます！
for 文の組み方とても参考になりました。
ありがとうございました！

[takasima20]

(･∀･)b

Answer 6

lis = [[5, 6], [9, 11], [15, 16], [19 ,22]]

lst = lis + [lis[-1]]
new_lis = sum([
    [[*range(x1, x2+1)]] + [*range(x2+1, y1)]
    for (x1, x2), (y1, y2) in zip(lst, lst[1:])
  ], [])
new_lis[:0] = [*range(0, new_lis[0][0])]
print(new_lis)

#
[0, 1, 2, 3, 4, [5, 6], 7, 8, [9, 10, 11], 12, 13, 14, [15, 16], 17, 18, [19, 20, 21, 22]]

Comments

[dd_]

melian様、ご回答ありがとうございます！お世話になっております。
頂いたご回答は、また日中に詳しく確認させて頂ければと思います！

Answer 7

次のコードを研究してみてください。

p.py

lis = [
  [5, 6],
  [9, 11],
  [15, 16],
  [19, 22]
]

# 段階的に処理してみる
lis2 = list(map( lambda x: list(range(x[0], x[1] + 1)), lis))
lis3 = sum(lis2, [])
print("lis の要素を展開する")
print("  lis3 = ", lis3)

lis4 = [[x] for x in range(0, lis3[-1]) if x not in lis3]
print("lis に含まれていない要素を列挙する")
print("  lis4 = ", lis4)

print("lis を 展開する")
lis_ex = list(map(lambda x: list([e for e in range(x[0], x[1] + 1)]), lis))
print("lis_ex", lis_ex)

lis5 = sorted(lis4 + lis_ex)
print("両者を結合してソートする")
print("  lis5 = ", lis5)

print("サイズ 1 の要素は list から int に変換する")
lis6 = list(map(lambda x: x[0] if len(x) == 1 else x, lis5))
print("  lis6 = ", lis6)

# 上の処理を1 行にまとめる
result = list(
    map(lambda x: x[0] if len(x) == 1 else x, 
        sorted(list(map(lambda y1: list([e for e in range(y1[0], y1[1] + 1)]), lis))
               + [[y] for y in range(0, lis[-1][1]) 
               if y not in sum(list(map( lambda z: list(range(z[0], z[1] + 1)), lis)), [])])
    )
)
print(result)

実行例

処理をまとめるときには、事前に作業変数を宣言せずに、lis だけを使って書くのが好ましいです。(個人的な嗜好)

Comments

[dd_]

ご回答ありがとうございます！
拝見させていただきました。
sorted()などを使うやり方とても参考になりました！

「処理をまとめる」もとても勉強になりました。
今までは処理した結果に
次の処理の結果を足していくという感じで書いていて
作業変数を宣言しすぎて、
見づらく訳が分からなくなる時があったので

各処理を関数化させるようなイメージ？で合ってるか分かりませんが
「処理をまとめる」という事を意識しなければと思いました。
ありがとうございます！

[katoy]

無理に一行にまとめる必要はないです。
メソッドとして定義して、その中でローカル変数を利用して逐次処理しながら結果を汲み上げていけば十分と思います。

上の回答は、計算量やメモリー使用量を意識していません。
動作が遅い、メモリー使用量が多いという問題が出てきたら、その点を踏まえて処理方法を工夫していくと良いです。

[dd_]

遅くなりました。すみません！
本当に勉強になります。。(レベル低すぎてすみません)
ちょっとずつ無駄を減らして、扱いやすいコードを書けるように心がけていきたいのと
プラスで
まだまだ私の扱う計算量は皆様の足元にも及びませんが
katoy様のおっしゃる、処理させるデータが多い場合どうしたらいいか、を意識しながらやっていきたいと思います!

ご丁寧にご返信くださり、本当に本当にありがとうございますm(_ _)m

[katoy]

計算量、メモリー使用量についてはソートのいろいろなアルゴリズム、実装を研究すると良いです。
(ソートは、プログラミングの教科書でよく扱われている題材です)

[dd_]

ググると、ソートアルゴリズムのそれぞれの計算量、計算時間、メモリー使用量などついてのサイトが出てきました。読んで自分でも試して研究してみたいと思います！
ありがとうございますm(_ _)m