Python列表推导式

1. 基本语法

列表推导式的核心语法如下：

[expression for item in iterable]

• expression: 计算结果将被添加到新列表中的表达式。它可以是对 item 的操作，或者仅仅是 item 本身。
• item: 代表 iterable 中当前遍历到的元素。
• iterable: 任何可以被遍历的对象（例如列表、字符串、range 对象等）。

示例：创建一个包含 0 到 9 平方的列表

• 传统方法 (使用 for 循环)：

squares = []
for x in range(10):
    squares.append(x**2)
print(squares)  # 输出: [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

• 使用列表推导式：

squares = [x**2 for x in range(10)]
print(squares)  # 输出: [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

2. 添加条件判断 (过滤)

你可以在列表推导式中添加 if 语句，以过滤掉不满足条件的元素。

[expression for item in iterable if condition]

• condition: 一个布尔表达式。只有当 condition 为 True 时，对应的 expression 结果才会被添加到新列表中。

示例：获取 0 到 19 之间的所有偶数

evens = [x for x in range(20) if x % 2 == 0]
print(evens)  # 输出: [0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18]

示例：过滤出长度大于 3 的单词，并转换为大写

words = ["apple", "bat", "cat", "banana", "dog"]
long_words = [word.upper() for word in words if len(word) > 3]
print(long_words)  # 输出: ['APPLE', 'BANANA']

3. 使用 if-else 结构

当你想根据条件改变 expression 的结果，而不是过滤掉元素时，你需要将 if-else 结构放在 for 循环之前。

[expression_if_true if condition else expression_if_false for item in iterable]

示例：将列表中的正数保持不变，将负数替换为 0

numbers = [1, -5, 3, -2, 8]
processed_numbers = [x if x > 0 else 0 for x in numbers]
print(processed_numbers)  # 输出: [1, 0, 3, 0, 8]

4. 嵌套循环

列表推导式也支持多个 for 循环，这就相当于嵌套的 for 循环。

[expression for item1 in iterable1 for item2 in iterable2]

示例：生成两个列表元素的笛卡尔积

colors = ["red", "blue"]
sizes = ["S", "M", "L"]

combinations = [(color, size) for color in colors for size in sizes]
print(combinations)
# 输出: [('red', 'S'), ('red', 'M'), ('red', 'L'), ('blue', 'S'), ('blue', 'M'), ('blue', 'L')]

等效的传统代码：

combinations = []
for color in colors:
    for size in sizes:
        combinations.append((color, size))

5. 多维列表的展平

可以使用嵌套的列表推导式将一个二维列表（或多维）展平为一个一维列表。

示例：展平一个二维矩阵

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

flattened = [num for row in matrix for num in row]
print(flattened)  # 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]