Python列表推导式详解

Python列表推导式

列表推导式是Python构建列表（list）的一种快捷方式,可以使用简洁的代码就创建出一个列表.

一、range()函数

python的range()函数可用来创建一个整数列表，一般用在 for 循环中.

range()语法:range(start, stop[, step])

start: 计数从start开始,默认是从0开始(闭区间),如:range(5)等价于range(0,5).

stop: 计数到stop结束,但不包括stop(开区间).如:range(0,5)是[0, 1, 2, 3, 4],不包含5.

step:步长,相邻两个值的差值,默认为1.如:range(0,5)相当于range(0, 5, 1).

为什么要在列表推导式前讲range(),因为列表推导式是通过一个可迭代对象来生成列表的,range()可以说是列表推导式中最常用的可迭代对象了.对列表推导式来说,range()是其中的精髓之一.没有range(),列表推导式的可读性和简洁性将会大打折扣.

二、列表推导式

列表推导式(list comprehension)是指循环创建列表.

for循环有非常广的应用场景,也可以用来创建一个列表,而列表推导式就相当于for循环创建列表的简化版.

# for循环
list_a = list()
for a in range(5):
    list_a.append(a)
print(list_a)

# 列表推导式
list_b = [b for b in range(5)]
print(list_b)

上面分别是用for循环和列表推导式创建列表的代码,list_a和list_b的结果是一样的,都是[0, 1, 2, 3, 4].

下面来看复杂点的列表推导式:

# in后面跟其他可迭代对象,如字符串
list_c = [7 * c for c in "python"]
print(list_c)
 
# 带if条件语句的列表推导式
list_d = [d for d in range(6) if d % 2 != 0]
print(list_d)
 
# 多个for循环
list_e = [(e, f * f) for e in range(3) for f in range(5, 15, 5)]
print(list_e)
 
# 嵌套列表推导式,多个并列条件
list_g = [[x for x in range(g - 3, g)] for g in range(22) if g % 3 == 0 and g != 0]
print(list_g)

运行结果:

['ppppppp', 'yyyyyyy', 'ttttttt', 'hhhhhhh', 'ooooooo', 'nnnnnnn']
[1, 3, 5]
[(0, 25), (0, 100), (1, 25), (1, 100), (2, 25), (2, 100)]
[[0, 1, 2], [3, 4, 5], [6, 7, 8], [9, 10, 11], [12, 13, 14], [15, 16, 17], [18, 19, 20]]

代码解释:

1.列表推导式会遍历后面的可迭代对象,然后按照for前的表达式进行运算,生成最终的列表.

2.如果有if条件语句,for遍历后紧跟着进行条件判断.

3.如果有多个for循环,则最终的数据数量为多个for循环的笛卡尔积.

4.可以进行嵌套的列表推导,与嵌套for循环的原理相同.

三、代码可读性

对于不熟悉列表推导式的人来说，可以使用for循环来实现相同的功能,但是需要好几行代码,而列表推导式只需要一行代码.

很多人会说代码简洁了但可读性降低了,其实不然,当我们对列表推导式熟悉(自己写几次就熟悉了)，代码的功能一眼就能轻松地看出来,但是for循环代码基本不可能一眼看完.尤其当创建列表的for循环嵌套在业务逻辑的其他for循环里时,恰恰是使用列表推导式的可读性最高.

同时,在Python3中列表推导式有自己的局部作用域,就像函数似的.表达式内部的变量和赋值只在局部起作用，表达式的上下文里的同名变量还可以被正常引用，局部变量并不会影响到它们.

也就是说,列表推导不会有变量泄漏的问题,在列表推导中的赋值操作不可能会影响到列表推导上下文中的同名变量.

当然,也不是所有场景都推荐使用列表推导式.比如说:如果列表推导的代码超过了两行,就要考虑改成用for循环了.超过了两行的列表推导式就真的没有可读性了.通常的原则是，只用列表推导来创建新的列表，并且尽量保持简短.

四、字典推导式

自Python2.7以来,列表推导概念就移植到了字典上,从而有了字典推导(后面还会看到集合推导).

如果列表推导的概念已经为你所熟知,接受字典推导并不难.直接看代码吧:

# 因为key是唯一的,所以最后value都是1
dict_a = {key: value for key in 'python' for value in range(2)}
print(dict_a)
 
# 可以根据键来构造值
dict_b = {key: key * key for key in range(6)}
print(dict_b)
 
# 遍历一个有键值关系的可迭代对象
list_phone = [('HUAWEI', '华为'), ('MI', '小米'), ('OPPO', 'OPPO'), ('VIVO', 'VIVO')]
dict_c = {key: value for key, value in list_phone}
print(dict_c)

运行结果:

{'p': 1, 'y': 1, 't': 1, 'h': 1, 'o': 1, 'n': 1}
{0: 0, 1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}
{'HUAWEI': '华为', 'MI': '小米', 'OPPO': 'OPPO', 'VIVO': 'VIVO'}

五、集合推导式

Python2.7不仅带来了字典推导式,还带来了集合推导式.

同样的,我们直接看代码,这样可以直观的看到集合推导式.

# 遍历一个可迭代对象生成集合
set_a = {value for value in '有人云淡风轻,有人负重前行'}
print(set_a)

运行结果:

{'负', '有', '人', '轻', '前', '云', '重', ',', '淡', '风', '行'}

集合是无序且不重复的,所以会自动去掉重复的元素,并且每次运行显示的顺序不一样.

从上面的代码中可以总结:

集合推导式就是将列表推导式的[]换成{},字典推导式就是推导出两个值并构建成键值对的样子.

另外,不管是字典推导式还是集合推导式,后面都可以像列表推导式一样接if条件语句,嵌套循环等,具体可以根据您自己的需求来使用.

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