面试题：Python字典：复杂嵌套结构操作

Question

有一个嵌套字典结构data = {'outer1': {'inner1': [1, 2, 3], 'inner2': {'sub1': 'value1'}}, 'outer2': {'inner3': 42}}。编写一个函数，能够根据传入的键路径（例如['outer1', 'inner2','sub1']）获取对应的值，同时编写一个函数，能够根据传入的键路径和新值（例如['outer2', 'inner3', 100]）更新对应的值。说明在处理这类复杂嵌套结构时，需要注意的要点和优化方向。

Answer 1

def get_value_by_path(data, path):
    current = data
    for key in path:
        if key not in current:
            return None
        current = current[key]
    return current


def update_value_by_path(data, path, new_value):
    current = data
    for key in path[: -1]:
        if key not in current:
            current[key] = {}
        current = current[key]
    last_key = path[-1]
    current[last_key] = new_value


# 测试
data = {'outer1': {'inner1': [1, 2, 3], 'inner2': {'sub1': 'value1'}}, 'outer2': {'inner3': 42}}
print(get_value_by_path(data, ['outer1', 'inner2','sub1']))
update_value_by_path(data, ['outer2', 'inner3'], 100)
print(data)

处理这类复杂嵌套结构时需要注意的要点：

1. 键的存在性检查：在获取或更新值之前，需要检查每一级的键是否存在，避免KeyError。例如在get_value_by_path函数中，每次访问下一级字典之前检查键是否存在；在update_value_by_path函数中，在创建最后一级键之前，也需要检查中间各级键是否存在。
2. 数据类型的兼容性：在更新值时，要确保新值的数据类型与原结构兼容。例如，如果原结构期望是一个字典，而传入的新值是一个整数，可能会导致程序逻辑错误。

优化方向：

1. 异常处理的增强：可以考虑在函数中添加更详细的异常处理，例如除了KeyError，还可以处理类型错误等其他可能出现的异常情况，使函数更加健壮。
2. 使用递归优化：对于非常深层次的嵌套结构，递归方式可能使代码更加简洁和易于理解。例如，可以通过递归函数来处理获取和更新值的逻辑，而不是使用当前的迭代方式。不过递归需要注意栈溢出的问题。
3. 性能优化：对于大型嵌套结构，可以考虑缓存一些中间结果，避免重复查找，提高获取和更新值的效率。