Python 列表推导式：示例教程

谁践踏了优雅 2023-10-03 09:17 37阅读 0赞

在数学中，有一个概念叫做[set-builder notation][]，也叫做 set comprehension。受这一原则的启发，Python 提供了列表推导式。实际上，Python 列表推导式是该语言的定义特性之一。它使我们能够创建简洁、可读的代码，其性能优于 for 循环或使用`map()`.

我们将首先看看最著名的类型：列表推导式。一旦我们很好地掌握了它们的工作原理，您还将了解集合推导式和字典推导式。

什么是 Python 列表理解？

Python 列表推导式是一种语言结构。它用于根据现有列表创建列表。听起来有点含糊，我知道，但在几个例子之后，“啊哈！” 时刻会到来，相信我。

列表推导式的基本语法是：

[ <表达式> 用于列表中的项目如果 <条件> ]

'if' 部分是可选的，您很快就会发现。但是，我们确实需要一个列表作为起点。或者，更具体地说，任何是迭代器的东西。我们将使用 Python 的`range()`函数，它是一种特殊类型的迭代器，称为生成器：它在每次迭代时生成一个新数字。

### 列表推导式示例 ###

足够的理论，让我们看一个最基本的例子，我鼓励你启动一个[Python REPL][]来自己尝试：

>>> [x for x in range(1, 5)]
    [1, 2, 3, 4]

一些观察：

*  该`expression`部分只是`x`
 *  我们使用 range() 函数代替列表。我们也可以使用`[1, 2, 3, 4]`，但是 range() 通常更有效。

结果：我们从 range() 得到的元素列表。不是很有用，但我们确实创建了我们的第一个 Python 列表推导式。我们也可以使用：

>>> list(range(1,5))
    [1, 2, 3, 4]

因此，让我们加入 if 语句以使其更有用：

>>> [x for x in range(1,10) if x % 2 == 0]
    [2, 4, 6, 8]

if 部分充当过滤器。如果 if 之后的条件解析为 True，则包含该项目。如果它解析为 False，则将其省略。这样，我们可以使用列表推导式只得到偶数。

到目前为止，我们的`expression`(the `x`) 非常简单。只是为了使这一点完全清楚，`expression`可以是任何有效的 Python 代码并被视为表达式。例子：

>>> [x + 4 for x in [10, 20]]
    [14, 24]

这个表达式给 x 加了四，还是很简单的。但是我们也可以做一些更复杂的事情，比如调用一个带有`x`参数的函数：

def some_function(a):
        return (a + 5) / 2
        
    m = [some_function(i) for i in range(8)]
    print(m)
    # [2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0]

你掌握了基础知识；恭喜！让我们继续一些更高级的例子。

### 更高级的例子 ###

#### 嵌套列表理解 ####

如果`expression`可以是任何有效的 Python 表达式，它也可以是另一个列表推导式。当您要创建矩阵时，这很有用：

>>> m = [[j for j in range(3)] for i in range(4)]
    >>> m
    [[0, 1, 2], [0, 1, 2], [0, 1, 2], [0, 1, 2]]

或者，如果您想展平前一个矩阵：

>>> [value for sublist in m for value in sublist]
    [0, 1, 2, 0, 1, 2, 0, 1, 2, 0, 1, 2]

相同，但有更多的空白使这更清楚：

>>> [value
         for sublist in m
         for value in sublist]
    [0, 1, 2, 0, 1, 2, 0, 1, 2, 0, 1, 2]

第一部分在矩阵上循环`m`。第二部分循环遍历每个向量中的元素。

#### 列表理解的替代方法 ####

Python 语言可以不用理解；它看起来不会那么漂亮。使用函数式编程函数，例如`map()`并且`reduce()`可以完成列表推导式的所有功能。