发布于 2015-12-29 05:45:06 | 179 次阅读 | 评论: 0 | 来源: 分享

Python编程语言

Python 是一种面向对象、解释型计算机程序设计语言，由Guido van Rossum于1989年底发明，第一个公开发行版发行于1991年。Python语法简洁而清晰，具有丰富和强大的类库。它常被昵称为胶水语言，它能够把用其他语言制作的各种模块（尤其是C/C++）很轻松地联结在一起。

有时候，如果一种编程设计模式想要“捍卫”自己独特的语法形态不被改变，就会把自己变成普遍的流行趋势。Python 的列表推导就是这样一个典型的语法糖的例子。

Python 中的列表推导是非常棒的，但是要精通它们就比较困难了，因为它不是在解决一个新的问题：它只是提供了一种新的语法来解决一个已经存在的问题。

让我们来学习一下什么是列表推导，以及如何辨别什么时候该使用列表推导。

什么是列表推导？

列表推导是一个将一个列表（实际上是任意可迭代对象）转换成另一个列表的工具。在转换时，每个元素都可以按照某个条件被包含在新的列表中，并根据需要做出一些变换。

如果你熟悉函数式编程，你可以把列表推导想成是一个filter后面跟了一个map的语法糖：


>>> doubled_odds = map(lambda n: n * 2, filter(lambda n: n % 2 == 1, numbers))
>>> doubled_odds = [n * 2 for n in numbers if n % 2 == 1]

如果你不熟悉函数式编程，别担心，我会用for循环来解释。

从循环到列表推导

每个列表推导都可以重写成for循环的形式，但并不是每一个for循环都可以重写成列表推导。

要理解什么时候该使用列表推导，关键在于不断练习辨别哪些问题看起来像是列表推导。

如果你能把你的代码重写成这个样子的for循环，那你就能把它重写成列表推导：


new_things = []
for ITEM in old_things:
    if condition_based_on(ITEM):
        new_things.append("something with " + ITEM)

你可以把上面的for循环重写成这个样子的列表推导：


new_things = ["something with " + ITEM for ITEM in old_things if condition_based_on(ITEM)]

列表推导：动态图™

看起来不错，不过具体要怎么做呢？

我们用复制粘贴来把一个for循环变成列表推导。

下面是复制粘贴的顺序：

复制给新列表赋值的语句（第三行）
把我们append到新列表的表达式复制过来（第六行）
复制for循环的那一行，除去末尾的:（第四行）
复制if语句，除去末尾的:（第五行）

现在我们就把下面这个for 循环：


numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

doubled_odds = []
for n in numbers:
    if n % 2 == 1:
        doubled_odds.append(n * 2)

变成了这个样子：


numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

doubled_odds = [n * 2 for n in numbers if n % 2 == 1]

列表推导：现在加上颜色

我们来给代码加上高亮。

doubled_odds = []
    for n in numbers:
        if n % 2 == 1:
            doubled_odds.append(n * 2)
doubled_odds = [n * 2 for n in numbers if n % 2 == 1]

复制给新列表赋值的语句
把我们append到新列表的表达式复制过来
复制for循环的那一行，除去末尾的:
复制if语句，同样去掉:

无条件列表推导

但如果是没有条件语句（就是末尾的那个if SOMETHING）的情形呢？这些循环添加元素的for循环比我们刚刚讲过的那种循环并根据条件添加元素的要更简单。

没有if语句的for循环：


doubled_numbers = []
for n in numbers:
    doubled_numbers.append(n * 2)

同样的代码写成列表推导：


doubled_numbers = [n * 2 for n in numbers]

下面是变换的动态图：

我们可以按照下列步骤从for循环里复制粘贴：

复制给新列表赋值的语句（第三行）
把我们append到新列表的表达式复制过来（第五行）
复制for循环的那一行，除去末尾的:（第四行）

嵌套循环

如果是带有嵌套循环的列表推导呢？……

这是把一个矩阵平铺成向量的for循环：


flattened = []
for row in matrix:
    for n in row:
        flattened.append(n)

这是相应的列表推导：


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

列表推导里的嵌套循环读起来并不像是英语散文那样通俗易懂。

注意：我在脑袋里想把这个列表推导写成这个样子：


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

但是这是不对的！这里我错把两个循环颠倒了，上面的那个才是正确的。

在处理列表推导里的嵌套for循环时，要记住：for语句的顺序和原来的循环中for语句的顺序是一样的。

其他推导式

这个原则同样适用于集合推导和字典推导。

下面的代码创建了一个由一个序列中所有单词的首字母组成的集合：


first_letters = set()
for w in words:
    first_letters.add(w[0])

写成集合推导：


first_letters = {w[0] for w in words}

创建一个新的字典把原来字典的值和键值交换的代码：


flipped = {}
for key, value in original.items():
    flipped[value] = key

写成字典推导：


flipped = {value: key for key, value in original.items()}

可读性很重要

你有没有发现上面的这些列表推导可读性比较差？当那些比较长的列表推导写在一行里的时候，我经常觉得它们很难读懂。

记住，Python 允许在括号之间进行换行。

列表推导

换行前


doubled_odds = [n * 2 for n in numbers if n % 2 == 1]

换行后


doubled_odds = [
    n * 2
    for n in numbers
    if n % 2 == 1
]

列表推导中的嵌套循环

换行前


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

换行后


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

字典推导

换行前


flipped = {value: key for key, value in original.items()}

换行后


flipped = {
    value: key
    for key, value in original.items()
}

注意，我们不是随便换行的：在写列表推导的时候我们复制粘贴了很多条语句，我们是在这些语句之间换行的。在用各种颜色标注的版本中，我们是在颜色发生变化时换行的。

和我一起学

我最近在 PyLadies Remote 上开设了关于列表推导的课程。

如果你想听我讲以上任何一个主题，请查看以下视频：（译注：以下视频均位于 Youtube）

总结

当你努力去写一个推导式的时候，不要慌，从复制粘贴for循环中的内容着手。

任何一个这样形式的循环：


new_things = []
for ITEM in old_things:
    if condition_based_on(ITEM):
        new_things.append("something with " + ITEM)

都可以重写成这样的推导式：


new_things = ["something with " + ITEM for ITEM in old_things if condition_based_on(ITEM)]

如果你能把一个for循环变形成上面的样子，你就可以把它重写成一个推导式。

形象地解释 Python 中的列表解析