Python中列表解析式与生成器表达式

列表解析式

语法

• [返回值 for 元素 in 可迭代对象 if 条件]
• 使用[ ]，内部是for循环,，if条件语句可选
• 返回一个新的列表

列表解析式是一种语法糖

• 编译器会优化，不会因为简写而影响效率，反而因优化提高了效率
• 减少程序员工作量，减少出错
• 简化了代码，但可读性增强
  例： 获取10以为的偶数

# 非列表解析式写法
even =[]
for x in rang(10):
	if x % 2 == 0:
		even.append(x)
------------------------------
# 列表解析式写法  
even = [x for x in range(10) if x%2 == 0]

以下例子返回值会是什么？

newlist = [print(i) for i in range(10)]
print(newlist)
newlist1 = [str(i) for i in range(10)]
print(newlist1)

输出结果:

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
[None, None, None, None, None, None, None, None, None, None]
['0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9']

• 解析：newlist最后列表中会出现10个None，是因为必须要把函数执行完了用print(i)的返回值来填充列表，而print(i)的返回值是None。newlist1中str(i)的返回值是字符串

列表解析进阶

• [expr for item in iterable if cond1 if cond2],不允许出现else
  等价于
  ret = [ ]
  for iterm in iterable:
      if cond1:
          if cond2:
              ret.append(expr)
• 例: 20以内,既能被2整除又能被3整除的数

print([i for i in range(20) if i%2 == 0 and i%3 == 0])
print([i for i in range(20) if i%2 == 0 if i%3 == 0])

输出结果

[0, 6, 12, 18]
[0, 6, 12, 18]

• [expr for i in iterable1 for j in iterable2 ]
  等价于
  ret = []
  for i in iterable1:
      for j in iterable2:
          ret.append(expr)
• 例:

print([(x,y) for x in 'abc' for y in range(3)])
print([[x,y] for x in 'abc' for y in range(3)])
print([{
     x,y} for x in 'abc' for y in range(3)])

输出结果:

[('a', 0), ('a', 1), ('a', 2), ('b', 0), ('b', 1), ('b', 2), ('c', 0), ('c', 1), ('c', 2)]

[['a', 0], ['a', 1], ['a', 2], ['b', 0], ['b', 1], ['b', 2], ['c', 0], ['c', 1], ['c', 2]]

[{
     0, 'a'}, {
     1, 'a'}, {
     2, 'a'}, {
     0, 'b'}, {
     1, 'b'}, {
     2, 'b'}, {
     0, 'c'}, {
     1, 'c'}, {
     2, 'c'}]

请问下面3中输出各是什么？

print([(x,y) for x in range(7) if x >4 for y in range(20,25) if y>23])
print([(x,y) for x in range(7) for y in range(20,25)if x>4 if y>23])
print([(x,y) for x in range(7) for y in range(20,25)if x>4 and y>23])

输出结果

[(5, 24), (6, 24)]
[(5, 24), (6, 24)]
[(5, 24), (6, 24)]

生成器表达式

语法

• (返回值 for 元素 in 可迭代对象 if 条件)
• 将列表解析式的 [] 换成 () 即可。
• 使用()，内部是for循环,，if条件语句可选
• 返回一个生成器

和列表解析式的区别

• 生成器表达式是按需要计算(或称惰性求值 、延迟计算)，需要的时候才计算值
• 列表解析式是立即返回值

生成器

• 可迭代对象
• 迭代器
• 例1使用生成器表达式：

g =("{:04}".format(i) for i in range(1,5))
next(g)
for x in g:
    print(x)
print('-----------')
for x in g:
    print(x)

输出结果

0002
0003
0004
-----------

解析：1.延迟计算；2.返回迭代器，可以迭代；3.从前到后走完一遍后，不能回头

• 例2：将例1改成列表解析式：

g =["{:04}".format(i) for i in range(1,5)]
for x in g:
    print(x)
print('-----------')
for x in g:
    print(x)

• 输出结果

0001
0002
0003
0004
-----------
0001
0002
0003
0004

• 解析：1.立即计算；2.返回的不是迭代，返回可迭代对象列表；3.从前到后走完一遍，可以重新回头迭代

生成器和列表解析式对比

计算方法

• 生成器表达式延时计算，列表解析式立即计算

内存占用

• 单从返回值本身来说，生成器表达式省内存，列表解析式返回新的列表
• 生成器没有数据，内存占用极少，它是使用时一个个返回数据。如果将这些返回的数据合起来占用的内存和列表解析式差不多。但是它不需要立即占用这么多内存
• 列表解析式构造性的列表需要立即占用内存，不管你是否需要立即使用这么多数据

计算速度

• 单从计算时间看，生成器表达式耗时非常短，列表解析式耗时长
• 但是生成器本身并没有返回任何值，只返回了一个生成器对象
• 列表解析式构造并返回了一个新的列表，所以看起来耗时了

集合解析式

语法

• {返回值for 元素 in可迭代对象 if 条件}
• 列表解析式的[]换成{}即可
• 立即返回一个集合

用法

{(x, x+1) for x in range(10)}
注： {[x] for x in range(10)}，会报TypeError错误，因为[x]是list，集合内的元素需要可hash，而list是不可hash

字典解析式

语法

• {返回值for 元素 in可迭代对象 if 条件}
• 列表解析式的[]换成{}即可
• 使用key.value形式
• key值需要可hash
• 立即返回一个字典

用法

{x:(x,x+1) for x in range(5)}
{x:[x,x+1] for x in range(5)}
{(x,):[x,x+1] for x in range(5)}
注：{[x]:[x,x+1] for x in range(5)}，会报TypeError错误，因为key是list，不可hash
{str(x):y for x in range(3) for y in range(4)} 会输出几个元素呢?
输出结果: {‘0’:3, ‘1’:3, ‘2’:3} 原因是字典有去重特性，而后一次的输出结果会覆盖前一次。

总结

• Python2 引入列表解析式
• Python2.4 引入生成器表达式
• Python3 引入集合、字典解析式，并迁徙到了2.7
• 一般来说，应该多应用解析式，简短、高效
• 如果一个解析式非常复杂，难以读懂，可以考虑拆解成for 循环
• 生成器和迭代是不同的对象，但都是可迭代对象
• 可迭代对象范围更大，都可以使用for循环遍历
  

习题：

第一题 使用列表解析式 打印九九乘法表 第一题
第二题 使用列表解析式生成 “0001.abadicddws” 格式的ID号 第一题
要求ID格式是以点号分割，左边是4位从1开始的整数，右边是10位随机小写英文字母。
请依次生成前100个ID的列表，如图：

'0001.bbcomlkdyt'
'0002.yzjudytpna'
'0003.zycscjsvfy'
'0004.hhvqzlukui'
'0005.xissuxwsou'

习题参考答案