在一定条件下从列表中创建矩阵的最有效/最干净的方法？

Question

这也是我第一次在这里发帖，如果我搞砸了，很抱歉。我不知道这是什么标题，但我的课程项目，但我蛮力地摆脱了今天的问题，并想知道是否有一个更有效的方法来做我需要的。我花了两个小时在这上面工作，我很想看看你们会怎么处理它。

背景：使用midi库，您可以提取音频音轨的音符以及播放时的音符。在做了一些工作之后，你得到了这样的东西：

notes = ['B3', 'C4', 'G2', 'G3', 'B3', 'D4', 'F4', 'G2', 'D4', 'F4']
ticks = [0, 1, 12, 12, 12, 15, 15, 22, 22,]

滴答基本上是midi的时间域。它表示该音符第一次播放，列表ticks对应于notes (notes[0]播放时间ticks[0])。就我的目的而言，我只能同时通过4个设备中的一个播放一个音符。所以当我有重复的滴答时，我需要同时演奏一个和弦，或多个音符。默认情况下，设备(Channel0)播放一个音符，channel1播放两个音符，等等……

上面的曲目会像这样演奏；

• channel0扮演B3 at t=0
• channel0在
• &2 play G2扮演C4，G3 & B3在t=12
• channels0 &1扮演D4 & F4在t=15
• channels0,1 &2 play G2，B3&en19在en21

Problem：给定notes和ticks，用正确的时间和注释为0-3通道创建指令.如果和弦有4个以上的音符，我就忽略它们，因为我对它们无能为力。基本上，我需要如下所示的数据结构：

channel0 = ['B3', 'C4', 'G2', 'D4']
channel1 = [  0,    0,  'G3', 'F4']
channel2 = [  0,    0,  'B3',   0 ]
channel3 = [  0,    0,    0,    0 ]

我第一次试图用一堆if语句来强迫它，但最终还是想出了这个方法。

解决方案：首先，我创建了一个元组列表来比较每个滴答在轨道上发生的次数，但这是没有意义的。我刚做了个数组。

res = []
for i in ticks:
    if i not in res:
        res.append(i)
counts = [(ticks.count(x)) for x in res]

然后，我列出了频道的列表。我向后订购是因为从下到上工作“矩阵”更容易。

ch0, ch1, ch2, ch3 = ([] for i in range(4))
final = [ch3, ch2, ch1, ch0]

最后，这件可耻的事终于奏效了。

    countsidx = -1
    while breakMe:
        countsidx += 1
        for finalidx, vchan in enumerate(final):
            if int(finalidx) >= counts[countsidx]:
                vchan.append(0)
            else:
                vchan.append(notes[notesidx])
                notesidx += 1
            if notesidx == len(notes):
                return final
                breakMe = False
    return final

所以我的问题是:我怎么能用更少的代码来完成这个任务呢？有没有人有更简单的方法来做和我一样的事？我喜欢学习最佳实践。我觉得我花了太多时间在这件简单的事情上。

全码

import matplotlib.pyplot as plt
import argparse
import sys
import collections
from mido import MidiFile
from midiutil import MIDIFile
import sys

NOTES = ['C', 'CS', 'D', 'DS', 'E', 'F', 'FS', 'G', 'GS', 'A', 'AS', 'B']
OCTAVES = list(range(11))
NOTES_IN_OCTAVE = len(NOTES)

def countShit(ticks,notes):
    breakMe = True
    res = []
    for i in ticks:
        if i not in res:
            res.append(i)
    counts = [(ticks.count(x)) for x in res]
    print('Counts (ticks,occurences) == ', counts)
    ch0,ch1,ch2,ch3, = ([] for i in range(4))
    final =[ch3,ch2,ch1,ch0]
    notesidx = 0
    countsidx = -1
    while breakMe:
        countsidx += 1
        for finalidx, vchan in enumerate(final):
            if int(finalidx) >= counts[countsidx]:
                vchan.append(0)
            else:
                vchan.append(notes[notesidx])
                notesidx += 1
            if notesidx == len(notes):
                return final
                breakMe = False
    return final

def convertTuple(tup):
    str =  ''.join(tup)
    return str

def number_to_note(number: int) -> tuple:
    octave = number // NOTES_IN_OCTAVE
    assert octave in OCTAVES, errors['notes']
    assert 0 <= number <= 127, errors['notes']
    note = NOTES[number % NOTES_IN_OCTAVE]
    return str(note),str(octave-2)

song = midi.read_midifile('mario_06.mid')
song.make_ticks_abs()
tracks =[]
trackNotes =[]
trackTime = []
trackTicks=[]
for track in song:
    notes = [note for note in track if note.name == 'Note On']
    notes2 = [note for note in track if note.name == 'Note Off']
    pitch = [note.pitch for note in notes]
    tick = [note.tick for note in notes]
    trackTime =[b.tick - a.tick for a,b in zip(notes,notes2)]
    tracks += [tick, pitch]
    trackNotes += pitch
    trackTicks += tick


trackNotesFinal =[]
for i in trackNotes:
    k = str(convertTuple(number_to_note(i)))
    trackNotesFinal.append(k)

trackNotesFinal
channels = countShit(trackTicks,trackNotesFinal)

Answer 1

下面是使用zip和itertools.groupby的列表理解的解决方案。我假设ticks数组总是有序的。

import itertools
from operator import itemgetter

NUM_CHANNELS = 4

chords = [
    [ note for _, note in chord ]
    for _, chord in itertools.groupby(zip(ticks, notes), key=itemgetter(0))
]
# [['B3'], ['C4'], ['G2', 'G3', 'B3'], ['D4', 'F4'], ['G2', 'D4']]

channels = [
    [ chord[i] if i < len(chord) else None for chord in chords ]
    for i in range(NUM_CHANNELS)
]
# [['B3', 'C4', 'G2', 'D4', 'G2'],
#  [None, None, 'G3', 'F4', 'D4'],
#  [None, None, 'B3', None, None],
#  [None, None, None, None, None]]

由于没有注释，我使用了None而不是0，因为这更像Pythonic (而且作为一种奖励，打印时可以使矩阵列很好地排列)。

由于您可能还想知道矩阵中每一列的时间，这可以通过另一个列表理解来完成：

timings = [ tick for tick, _ in itertools.groupby(ticks) ]
# [0, 1, 12, 15, 22]