【python基础之列表生成式】---列表生成式

前言

由于之前也简述过相关列表生成式的一些内容，今天就单独将这个内容拿出来也当学习也当分享。

Python 中的列表生成式（List Comprehension）是一种简洁、高效的方式来生成新的列表。它可以在一个语句中创建一个新的列表，并且允许我们通过简洁的语法来筛选、转换或操作已有的列表。

列表生成式的基本语法

列表生成式的语法基本结构为：

new_list = [expression for item in iterable if condition]

其中：

• expression：是一个表达式，用于对item进行操作，生成新的元素，这是列表生成式必须要有的部分。
• item：是在iterable中的元素，可以是列表、元组、字符串、集合、字典等可迭代对象。
• iterable：是一个可迭代对象，可以是列表、元组、字符串、集合、字典等。
• condition：是一个可选的条件，用于筛选item，只有满足条件的item才会被加入到新列表中。

基本示例

让我们来看一个基本的示例。假设我们有一个列表，需要生成一个新的列表，其中每个元素是原列表中的元素的平方：

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squares = [num ** 2 for num in numbers]
print(squares)  # 输出 [1, 4, 9, 16, 25]

在上面的代码中，我们使用列表生成式生成了一个新的列表squares，其中每个元素是原列表numbers中的元素的平方。列表生成式的语法为[num ** 2 for num in numbers]，其中表达式num ** 2对原列表中的每个元素进行了操作，生成了一个新的元素。

带有条件的列表生成式

列表生成式还可以包含条件表达式，用于筛选原列表中的元素。例如，我们可以使用以下列表生成式，生成一个新的列表，其中只包含原列表中的偶数：

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
even_numbers = [num for num in numbers if num % 2 == 0]
print(even_numbers)  # 输出 [2, 4]

在上面的代码中，我们使用带有条件的列表生成式[num for num in numbers if num % 2 == 0]，生成了一个新的列表even_numbers，其中只包含原列表numbers中的偶数。条件表达式if num % 2 == 0用于筛选原列表中的元素，只有符合条件的元素才会被加入到新列表中。

嵌套列表生成式

嵌套列表生成式指的是在一个列表生成式中使用多个循环语句，来生成嵌套的列表。

其语法形式为：

[[expression] for item in iterable1 [for item2 in iterable2] ...]

其中，iterable1 为最外层循环的可迭代对象，iterable2 为内层循环的可迭代对象。expression 是生成元素的表达式，可以使用 item 和 item2 以及其他变量。

下面以一个例子来说明：

matrix = [[i+j for j in range(3)] for i in range(4)]
print(matrix)

输出结果为：

[[0, 1, 2], [1, 2, 3], [2, 3, 4], [3, 4, 5]]

在这个例子中，我们使用了两个循环语句，外层循环是 for i in range(4)，内层循环是 for j in range(3)。在内层循环中，我们使用了 i 和 j，并且计算了它们的和作为生成的元素，即 i+j。最终，通过列表生成式生成了一个 4 行 3 列的嵌套列表。

需要注意的是，内层循环的语句可以出现在外层循环的语句之前，但是生成的列表的结构是相同的。

使用函数

列表生成式不仅可以使用简单的表达式，还可以使用函数来对元素进行操作。通过在列表生成式中调用函数，可以对元素进行自定义的操作和处理。

例如，假设有一个字符串列表，我们想要对其中的每个字符串都进行反转操作，并生成一个新的列表。可以使用以下代码实现：

words = ['hello', 'world', 'python']
reverse_words = [word[::-1] for word in words]
print(reverse_words)

这里使用了字符串的切片操作来反转字符串。输出结果为：['olleh', 'dlrow', 'nohtyp']。

除了使用字符串的切片操作，我们还可以使用内置函数 reversed() 来对字符串进行反转操作。例如：

def reverse_string(string):
    return ''.join(reversed(string))

words = ['hello', 'world', 'python']
reverse_words = [reverse_string(word) for word in words]
print(reverse_words)

这里定义了一个 reverse_string() 函数来对字符串进行反转操作。使用 join() 函数将反转后的字符串转换为字符串类型。输出结果和之前的一样：['olleh', 'dlrow', 'nohtyp']。

使用函数可以让列表生成式更加灵活和强大，可以根据实际需求对元素进行自定义的操作和处理。