python高级编程之列表推导式

1. 一个简单的例子

在Python中，如果我们想修改列表中所有元素的值，可以使用for循环语句来实现。

例如，将一个列表中的每个元素都替换为它的平方：

 

另一种优雅的实现方式就是使用列表推导式（List Comprehensions）：

 

2. 基本语法

我们具体来分析上面给出的例子

>>> L=[x**2forxinL]

我们将列表推导式写在一个方括号内，因为它最终构建的是一个列表。

列表推导式主要由两部分构成：

循环变量表达式（x ** 2）

for循环头部（for x in L）

是不是非常简单！

3. 工作原理

Python在执行列表推导式时，会对可迭代对象L进行迭代，将每一次迭代的值赋给循环变量x，然后收集变量表达式x ** 2的计算结果，最终由这些结果构成了新的列表，也就是列表推导式所返回的值。

只要支持for循环进行迭代的对象，都可以对它使用列表推导式。

例如，我们将一个字符串进行移位处理：

 

4. 高级语法

除了像上面介绍的[x ** 2 for x in L]这种基本语法之外，列表推导式还有一些高级的扩展。

4.1. 带有if语句

我们可以在for语句后面跟上一个if判断语句，用于过滤掉那些不满足条件的结果项。

例如，我想去除列表中所有的偶数项，保留奇数项，可以这么写：

 

4.2. 带有for嵌套

在复杂一点的列表推导式中，可以嵌套有多个for语句。按照从左至右的顺序，分别是外层循环到内层循环。

例如：

 

4.3. 既有if语句又有for嵌套

列表推导式可以带任意数量的嵌套for循环，并且每一个for循环后面都有可选的if语句。

通用语法：

 

例如，下面的代码输出了0~4之间的偶数和奇数的组合。

 

等价于下面的一般 for 循环：

 

4.4. 列表推导式生成矩阵

生成矩阵的方式有多种，例如手动赋值、一般for循环，还有就是列表推导式。如果我们要用列表推导式生成下面的矩阵，可以怎么写？

 

一种方法是：

 

矩阵的列数少时可以使用这种方法。

如果矩阵的列数较多，我们可以使用另外一种方式：在循环变量的表达式中使用列表推导式。

具体代码如下：

 

 

与之前带for嵌套的语法不同，这个例子中，实际使用的是最基本的[expression for x in L]语法，只有一个for语句。

复杂的地方在于前面的变量表达式expression不再是简单的变量运算，而是一个列表推导式，在这个例子中就是[y for y in range(x, x+3)]。

内层的列表推导式返回一个行向量，而这些行向量经由外层的列表推导式，最终形成一个二维列表，也就是我们想要的矩阵。

当然，在实际的应用中不能单纯追求代码的简洁，还要考虑到代码的可读性和维护成本。

如果代码变得过于复杂，不易于理解，我们宁可多写几行代码来增加它的可读性。

5. 生成器表达式

生成器表达式与列表推导式的语法相同，区别在于生成器表达式的外面使用圆括号，而列表推导式使用方括号。

6. 集合推导式和字典推导式

注意：集合推导式和字典推导式只有在Python2.7以及之后的版本中才有，Python2.7之前的版本不支持这两种推导式。

集合推导式的语法与列表推导式相同，只需要把外面的方括号改成花括号即可。

例如，我们可以通过以下方式来生成一个集合：

 

字典推导式的外面也是使用花括号，不过花括号的内部需要包含键值两部分。

在值不重复的情况下，我们可以通过字典推导式快速交换键值对：

 

总结：

在编写或是阅读这类推导式的时候，一定要注意先从for..in开始，最后再看前面的循环变量表达式。