Python推导式尝试学习

Posted 2022-06-11 zy9011

列表生成式（list comprehension）是一种简化代码的优美方法。根据python文档，“列表生成式提供了一种创建列表的简洁方法。”在这篇教程里，我将会使用一些例子来展示如果使用列表推导式。

列表推导式

列表推导式书写形式：　　

[expr for value in collection ifcondition]

1 平方列表

如果你想创建一个包含1到10的平方的列表，你可以这样做：

squares = []
for x in range(10):
    squares.append(x**2)

这是一个简单的例子，但是使用列表生成式可以更简洁地创建这个列表。

squares = [x**2 for x in range(10)]

这个最简单的列表生成式由方括号开始，方括号内部先是一个表达式，其后跟着一个for语句。列表生成式总是返回一个列表。

2 整除3的数字列表

通常，你可能这样写：

numbers = []
for x in range(100):
    if x % 3 == 0:
        numbers.append(x)

你可以在列表生成式里包含一个if语句，来有条件地为列表添加项。为了创建一个包含0到100间能被3整除的数字列表，可以使用列表推导式：

numbers = [x for x in range(100) if x % 3 == 0]

3 找出质数

这通常要使用好几行代码来实现。

noprimes = []
for i in range(2, 8):
    for j in range(i*2, 50, i):
        noprimes.append(j)
primes = []
for x in range(2, 50):
    if x not in noprimes:
        primes.append(x)

不过，你可以使用两个列表生成式来简化代码。

noprimes = [j for i in range(2, 8) for j in range(i*2, 50, i)]
primes = [x for x in range(2, 50) if x not in noprimes]

第一行代码在一个列表生成式里使用了多层for循环。第一个循环是外部循环，第二个循环是是内部循环。为了找到质数，我们首先找到一个非质数的列表。通过找出2-7的倍数来产生这个非质数列表。然后我们循环遍历数字并查看每个数字是否在非质数列表。

修正：正如reddit上的shoyer指出的，使用集合（set）来查找noprimes（代码里的属性参数，译者注）效率更高。由于noprimes应该只包含唯一的值，并且我们频繁地去检查一个值是否存在，所以我们应该使用集合。集合的使用语法和列表的使用语法类似，所以我们可以这样使用：

noprimes = set(j for i in range(2, 8) for j in range(i*2, 50, i))
primes = [x for x in range(2, 50) if x not in noprimes]

4 嵌套列表降维

假设你有一个列表的列表（列表里包含列表）或者一个矩阵，

matrix = [[0,1,2,3], [4,5,6,7], [8,9,10,11]]

并且你想把它降维到一个一维列表。你可以这样做：

flattened = []
for row in matrix:
    for i in row:
        flattened.append(i)

使用列表生成式：

flattened = [i for row in matrix for i in row]

这使用了两个for循环去迭代整个矩阵。外层（第一个）循环按行迭代，内部（第二个）循环对该行的每个项进行迭代。

5 模拟多个掷硬币事件

假设需要模拟多次掷硬币事件，其中0表示正面，1表示反面，你可以这样编写代码：

from random import random
results = []
for x in range(10):
    results.append(int(round(random())))

或者使用列表生成式使代码更简洁：

from random import random
results = [int(round(random())) for x in range(10)]

这里使用了range函数循环了10次。每一次我们都把random()的输出进行四舍五入。因为random()函数返回一个0到1的浮点数，所以对输出进行四舍五入就会返回0或者1。Round()函数返回一个浮点型数据，使用int()将其转为整型并添加到列表里。

6 移除句子中的元音字母

假设你有一个句子

sentence = 'Your mother was a hamster'

并且你想移除所有的元音字母。我们可以使用几行代码轻易做到：

vowels = 'aeiou'
non_list = []
for l in sentence:
    if not l in vowels:
        non_list.append(l)
nonvowels = ''.join(non_list)

或者你可以使用列表生成式简化它：

vowels = 'aeiou'
nonvowels = ''.join([l for l in sentence if not l in vowels])

这个例子使用列表生成式创建一个字母列表，字母列表的字母来自sentence句子的非元音字母。然后我们把生成的列表传给join()函数去转换为字符串。

修正：正如reddit上的iamadogwhatisthis提出的，这个例子不需要列表生成式。使用生成器（generator）更好：

vowels = 'aeiou'
nonvowels = ''.join(l for l in sentence if not l in vowels)

注意，这里去掉了方括号。这是因为join函数接收任意可迭代的数据，包括列表或者生成器。这个没有方括号的语法使用了生成器。这产生（与列表生成式）同样的结果，相对于之前把所有条目包装成一个列表,生成器在我们遍历时才产生相应的条目。这可以使我们不必保存整个列表到内存，并且这对于处理大量数据更有效率。

7 获取目录里的文件名列表

下面的代码将会遍历my_dir目录下的文件，并在files里追加每个以txt为后缀的文件名。

import os
files = []
for f in os.listdir('./my_dir'):
    if f.endswith('.txt'):
        files.append(f)

这同样可以使用列表生成式简化代码：

import os
files = [f for f in os.listdir('./my_dir') if f.endswith('.txt')]

或者你可以获取一个相对路径的列表:

import os
files = [os.path.join('./my_dir', f) for f in os.listdir('./my_dir') if f.endswith('.txt')]

感谢reddit上的rasbt提供。

8 将csv文件读取为字典列表

我们常常需要读取和处理csv文件的数据。处理csv数据的一个最有用的方法就是把它转换为一个字典列表。

import csv
data = []
for x in csv.DictReader(open('file.csv', 'rU')):
    data.append(x)

你可以使用列表生成式快速实现：

import csv
data = [ x for x in csv.DictReader(open('file.csv', 'rU'))]

DictReader类将会自动地使用csv文件的第一行作为字典的key属性名。DictReader类返回一个将会遍历csv文件所有行的对象。这个文件对象通过open()函数产生。我们提供了open()两个参数–第一个是csv文件名，第二个是模式。在这例子，‘rU’有两个意思。想往常一样，‘r’表示以读模式打开文件。‘U’表明我们将会接受通用换行符–‘n’，‘r’和‘rn’。

9.对列表中的每项元素进行立方运算（变换功能）

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
b = [x ** 3 for x in a]

10.对列表中为偶数的元素进行立方运算（带筛选条件的变换功能）

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
b = [x ** 3 for x in a if x % 2 == 0]

从结果上可以看出有筛选条件的话是先筛选再变换，即先筛掉不满足条件的元素，再进行变换运算。可以同时加多个筛选条件，如对大于5的且是偶数的元素进行立方运算，示例如下：

a = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
b = [x ** 3 for x in a if x % 2 == 0 if x > 5]

11.与zip结合

将a，b两个列表中相对应得值组合起来，形成一个新列表。例如包含x坐标的列表与y坐标的列表形成相对应的点坐标[x, y]列表。

a = [-1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, -8, -9, -10]
b = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
xy = [[x, y] for x, y in zip(a, b)]

12.字符串(String 列表)

a= ['the %s' % d for d in xrange(10)]

13.元组列表

a=[(x,y) for x in range(12,30) for y in xrange(2,10)]

14.字典

dict([(x,y) for x in range(12) for y in xrange(8) if x>y])

字典推导式

字典推导和列表推导的使用方法是类似的，只不中括号该改成大括号。只不过产生的是集合和字典而已。

其基本格式如下:

 key_expr: value_expr for value in collection if condition 

直接举例说明：

1. 大小写key合并

mcase = 'a': 10, 'b': 34, 'A': 7, 'Z': 3
mcase_frequency = 
    k.lower(): mcase.get(k.lower(), 0) + mcase.get(k.upper(), 0)
    for k in mcase.keys()
    if k.lower() in ['a','b']

2. 快速更换key和value

mcase = 'a': 10, 'b': 34
mcase_frequency = v: k for k, v in mcase.items()

集合推导式

它们跟列表推导式也是类似的。 唯一的区别在于它使用大括号。

其基本格式如下:

 expr for value in collection if condition 

例子：

squared = x**2 for x in [1, 1, 2]

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