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python之列表生成式

列表生成式即List Comprehensions,是Python内置的非常简单却强大的可以用来创建list的生成式。

举个例子,要生成list ​​[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]​​可以用​​list(range(1, 11))​​:

>>> list(range(1, 11))
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

但如果要生成​​[1x1, 2x2, 3x3, ..., 10x10]​​怎么做?方法一是循环:

>>> L = []
>>> for x in range(1, 11):
... L.append(x * x)
...
>>> L
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

但是循环太繁琐,而列表生成式则可以用一行语句代替循环生成上面的list:

>>> [x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

写列表生成式时,把要生成的元素​​x * x​​放到前面,后面跟​​for​​循环,就可以把list创建出来,十分有用,多写几次,很快就可以熟悉这种语法。

for循环后面还可以加上if判断,这样我们就可以筛选出仅偶数的平方:

>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
[4, 16, 36, 64, 100]

还可以使用两层循环,可以生成全排列:

>>> [m + n for m in 'ABC' for n in 'XYZ']
['AX', 'AY', 'AZ', 'BX', 'BY', 'BZ', 'CX', 'CY', 'CZ']

三层和三层以上的循环就很少用到了。

运用列表生成式,可以写出非常简洁的代码。例如,列出当前目录下的所有文件和目录名,可以通过一行代码实现:

>>> import os # 导入os模块,模块的概念后面讲到
>>> [d for d in os.listdir('.')] # os.listdir可以列出文件和目录
['.emacs.d', '.ssh', '.Trash', 'Adlm', 'Applications', 'Desktop', 'Documents', 'Downloads', 'Library', 'Movies', 'Music', 'Pictures', 'Public', 'VirtualBox VMs', 'Workspace', 'XCode']

​for​​循环其实可以同时使用两个甚至多个变量,比如​​dict​​的​​items()​​可以同时迭代key和value:

>>> d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C' }
>>> for k, v in d.items():
... print(k, '=', v)
...
y = B
x = A
z = C

因此,列表生成式也可以使用两个变量来生成list:

>>> d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C' }
>>> [k + '=' + v for k, v in d.items()]
['y=B', 'x=A', 'z=C']

最后把一个list中所有的字符串变成小写:

>>> L = ['Hello', 'World', 'IBM', 'Apple']
>>> [s.lower() for s in L]
['hello', 'world', 'ibm', 'apple']

if ... else

使用列表生成式的时候,有些童鞋经常搞不清楚​​if...else​​的用法。

例如,以下代码正常输出偶数:

>>> [x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
[2, 4, 6, 8, 10]

但是,我们不能在最后的​​if​​加上​​else​​:

>>> [x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0 else 0]
File "<stdin>", line 1
[x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0 else 0]
^
SyntaxError: invalid syntax

这是因为跟在​​for​​后面的​​if​​是一个筛选条件,不能带​​else​​,否则如何筛选?

另一些童鞋发现把​​if​​写在​​for​​前面必须加​​else​​,否则报错:

>>> [x if x % 2 == 0 for x in range(1, 11)]
File "<stdin>", line 1
[x if x % 2 == 0 for x in range(1, 11)]
^
SyntaxError: invalid syntax

这是因为​​for​​前面的部分是一个表达式,它必须根据​​x​​计算出一个结果。因此,考察表达式:​​x if x % 2 == 0​​,它无法根据​​x​​计算出结果,因为缺少​​else​​,必须加上​​else​​:

>>> [x if x % 2 == 0 else -x for x in range(1, 11)]
[-1, 2, -3, 4, -5, 6, -7, 8, -9, 10]

上述​​for​​前面的表达式​​x if x % 2 == 0 else -x​​才能根据​​x​​计算出确定的结果。

可见,在一个列表生成式中,​​for​​前面的​​if ... else​​是表达式,而​​for​​后面的​​if​​是过滤条件,不能带​​else​​。

练习

如果list中既包含字符串,又包含整数,由于非字符串类型没有​​lower()​​方法,所以列表生成式会报错:

>>> L = ['Hello', 'World', 18, 'Apple', None]
>>> [s.lower() for s in L]
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module>
File "<stdin>", line 1, in <listcomp>
AttributeError: 'int' object has no attribute 'lower'

使用内建的​​isinstance​​函数可以判断一个变量是不是字符串:

>>> x = 'abc'
>>> y = 123
>>> isinstance(x, str)
True
>>> isinstance(y, str)
False

请修改列表生成式,通过添加​​if​​语句保证列表生成式能正确地执行:

# -*- coding: utf-8 -*-
L1 = ['Hello', 'World', 18, 'Apple', None]


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