【Python】列表生成式应用的八重境界

1. 引言

在Python中有非常多且好用的技巧，其中使用最多的是列表生成式，往往可以将复杂的逻辑用简单的语言来实现，本文重点介绍列表生成式应用的八重境界。
闲话少说，我们直接开始吧！

2. Level1: 基础用法

最最简单的列表生成式，举例如下：

a = [1, 2, 3]
b = [n*2 for n in a]
# b = [2, 4, 6]

上述代码实现了对列表中单个元素求平方的操作。

3. Level2: 加入条件语句

其实，我们可以在列表生成式中添加if来获取我们需要的元素，举例如下：

a = [1, 2, 3, 4, 5]
b = [n for n in a if n<4]
# b = [1, 2, 3]

上述代码中，我们添加了一个条件来决定在列表生成式中应该保留哪些元素。这里我们的条件是，如果n＜4，则只保留小于4的数。

4. Level3: 加入 enumerate()

我们知道，枚举函数enumerate()可以同时生成元素以及相应的元素的索引。如果我们需要元素的索引以及元素，我们可以在列表生成式中使用函数enumerate()。
举例如下：

a = ["apple", "orange", "pear"]
b = [(i,fruit) for i,fruit in enumerate(b)]
# b is [(0,"apple"), (1,"orange"), (2,"pear")]

5. Level4: 加入 zip()

更进一步，我们知道函数zip()可以非常方便地使我们同时遍历2个或多个列表。
在列表生成式中加入函数zip()，样例如下：

a = ["apple", "orange", "pear"]
a2 = ["pie", "juice", "cake"]
b = [i+j for i,j in zip(a, a2)]
# b is ["applepie", "orangejuice", "pearcake"]

6. Level5: 加入三目运算符

三元运算符A if condition else B允许我们根据条件将每个元素转换为其他元素。

在列表生成式中同样可以使用三目运算符，样例如下：

a = [56, 45, 76, 23]
b = [("pass" if n>=50 else "fail") for n in a]
# b is ["pass", "fail", "pass", "fail"]

7. Level6: 嵌套循环

其实，我们当然也可以在列表生成式中使用嵌套循环，我们来看个例子，如下：

a = [10, 20, 30]
a2 = [1, 2, 3]
b = [i+j for i in a for j in a2]
# b is [11, 12, 13, 21, 22, 23, 31, 32, 33]

实质上，上述实现等价代码如下：

newlist = []
for i in a:
    for j in a2:
        newlist.append( i+j )

8. Level7: 嵌套列表生成式

更高级一点，我们可以在列表生成式中嵌套列表生成式，举例如下：

a = [1, 2, 3]
b = [[i for i in range(1, n+1)] for n in a]
# b is [[1], [1, 2], [1, 2, 3]]

9. Level8: 合并上述所有技巧

最后的最后，让我们将上述介绍的几个技巧进行合并，我们来看如下例子：

a = [1, 2, 3, 4, 5]
b = [[xx if xx>yy else yy for xx in range(x) for yy in range(y)] for i,(x,y) in enumerate(zip(a, a[::-1])) if i%2==0]
# [[0, 1, 2, 3, 4], [0, 1, 2, 1, 1, 2, 2, 2, 2], [0, 1, 2, 3, 4]]

上述实现意义不大，我们尝试应用上了上面介绍的所有技巧，但是毕竟代码可读性太大。其主要目的还是为了说明我们可以结合多种技巧，来使我们的列表生成式实现更加强大的功能。

10. 应用栗子

好吧，我们来看个实际的应用例子吧！
假设我们班级上有如下同学信息：

students = [
    ("bob", "m", [67, 89, 60]),
    ("alice", "f", [97, 85, 61]),
    ("cassie", "f", [78, 91, 89]),
    ("tim", "m", [47, 57, 24]),
    ("tom", "m", [91, 79, 72]),
]

上述列表展示了每个学生的姓名、性别和考试成绩，这里假设如果一个学生的平均分数≥ 50，那么这个学生有资格获奖。这里我们需要编写代码，来找到上述列表中有资格获奖的男生。
样例代码如下：

x = [(name, "eligible" if sum(scores)/len(scores) >=50 else "not eligible") for name,gender,scores in students if gender=="m"]
#[('bob', 'eligible'), ('tim', 'not eligible'), ('tom', 'eligible')]

11. 总结

本文重点介绍了理解Python中的列表生成式的八重境界，并给出了相应的代码示例。

您学废了嘛？