Python中的列表推導式


Python里面有個很棒的語法糖(syntactic sugar),它就是 list comprehension ,有人把它翻譯成“列表推導式”,也有人翻譯成“列表解析式”。名字聽上去很難理解,但是看它的語法就很清晰了。雖然名字叫做 list comprehension,但是這個語法同樣適用於dict、set等這一系列可迭代(iterable)數據結構。

 

 

 

語法規范:

out_list = [out_express for out_express in input_list if out_express_condition]

其中的 if 條件判斷根據需要可有可無。

下面看一個具體的例子,生成一個包含10以內的偶數的list:

In [1]: evens = [i for i in range(10) if i % 2 == 0]
In [2]: evens
Out[2]: [0, 2, 4, 6, 8]
 

由for循環升級到列表推導式:

在沒有了解list comprehension之前,上面那個生成偶數list的通常做法是用for循環:

evens = []
for i in range(10):
    if i % 2 == 0:
        evens.append(i)

 

很明顯,for循環占用了4行代碼,而 list comprehension 只用了1行代碼。

文章開始說到推導式的語法規范時,我們講了if表達式是可有可無的,這也符合我們編程遇到的實際情況。比如,要生成一個10以內的整數的平方的列表:

squares = [i**2 for i in range(10)]

 

復雜的嵌套循環

我們先來看一個例子,把一個矩陣(以列表為元素的列表)展平為一個列表。首先,我們用for循環來實現一下:

matrix = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
    [7, 8, 9],
]

flattened = []

for row in matrix:
    for i in row:
        flattened.append(i)

 

接着我們用列表推導式實現該功能:

flattened = [i for row in matrix for i in row]

 

還是一行代碼就搞定,但一行里面有兩個for,看起來很亂,兩個for,哪個在前哪個在后呢?只要記住他們的順序和不用推導式的原始for循環是一致的即可。

推導式的可讀性

一行代碼搞定幾行代碼的事情,看上去很簡潔,但是讀起來很費勁,尤其是當條件語句很長的時候,把這一行代碼變得很長,超過了代碼規范規定的長度(一般是80個字符),也使得理解代碼變得困難。

面對一行長長的代碼該如何下口讀,如何理解呢?別着急,好在Python允許在中括號、花括號之間斷行:

列表推導式的斷行:

斷行前:

evens = [i for i in range(10) if i % 2 == 0]

 

斷行后:

evens = [
    i
    for i in range(10)
    if i % 2 == 0
]

 

帶嵌套循環的推導式的斷行:

斷行前:

flattened = [i for row in matrix for i in row]

 

斷行后:

flattened = [
    i
    for row in matrix
    for i in row
]

 

字典(dict)和集合(set)的推導式:

前面我們也提到過,推導式不僅僅適用於列表,它同樣使用於字典dict和集合set。

把一個字典的key和value互換:

changed = {value: key for key, value in input_dict.items()}

 

用一個列表的所有單詞的首字母生成一個集合:

chars = {w[0] for w in words_list}

 

通過以上講解就可以輕松掌握Python的列表推導式(list comprehension)了,簡而言之,就是把普通的多行for循環壓縮成一行代碼,這種壓縮語法適用於列表、字典、集合等可迭代數據結構(iterables)。

 

 

文章首發於我的技術博客猿人學Python基礎教程

 


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