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[python] 列表生成式

列表生成式即List Comprehensions,是Python內建的非常簡單卻強大的可以用來建立list的生成式。

舉個例子,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]怎麼做?方法一是迴圈:

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

但是迴圈太繁瑣,而列表生成式則可以用一行語句代替迴圈生成上面的list:

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

寫列表生成式時,把要生成的元素x * x放到前面,後面跟for迴圈,就可以把list創建出來,十分有用,多寫幾次,很快就可以熟悉這種語法。

for迴圈後面還可以加上if判斷,這樣我們就可以篩選出僅偶數的平方:

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

還可以使用兩層迴圈,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']

三層和三層以上的迴圈就很少用到了。

運用列表生成式,可以寫出非常簡潔的程式碼。例如,列出當前目錄下的所有檔案和目錄名,可以通過一行程式碼實現:

>>> import os # 匯入os模組,模組的概念後面講到
>>> [d for d in os.listdir('.')] # os.listdir可以列出檔案和目錄
['.emacs.d', '.ssh', '.Trash', 'Adlm', 'Applications', 'Desktop', 'Documents', 'Downloads', 'Library', 'Movies', 'Music', 'Pictures', 'Public', 'VirtualBox VMs', 'Workspace', 'XCode']

for迴圈其實可以同時使用兩個甚至多個變數,比如dictitems()可以同時迭代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兩個變數來生成list:

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

最後把一個list中所有的字串變成小寫:

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