Python推導式 - 最全用法

幕三少發表於2024-04-13
Python

1、 Pythonic - 很Python

寫一段程式碼生成1到100之間的數字的平方的列表，答案是：

1, 4, 9, 16...

如果你這樣寫，你就不Pythonic了：

解釋
nums = []
for i in range(1, 101):
    nums.append(i*i)
print(nums)

正確的寫法是使用Python的推導式：

nums = [i*i for i in range(1, 101)]　

2、 帶條件的推導式

生成一個列表，包含1到100之間是3的倍數的數字的方法：

9, 36, 81...

程式碼：

nums = [i * i for i in range(1, 101) if i % 3 == 0]

3、 帶條件的表示式

生成一個列表，如果是3的倍數就用平方，否則就用是數字本身：

1, 2, 9, 4, 5, 36...

程式碼：

nums = [i * i if i % 3 == 0 else i for i in range(1, 101)]

　　

結合上面的3個例子，來看一下推導式總結：

  1. 推導式從一個可列舉資料（列表，元組，集合，字典等）推匯出一個列表。也可以推匯出生成器，集合或字典。
  2. 推導式可以加推導條件，只對符合條件的元素推導
  3. 要推匯出的元素使用表示式生成，可以用if else生成不同元素
[表示式 if 表示式條件 else 分支 for i in 序列 if 推導條件]

4、 使用函式

如果推導條件或者表示式特別複雜怎麼辦？可以使用函式。

推導所有1-100之間的所有質數：2，3，5，7...

解釋
def is_prime(num):
    if num == 1:
        return False
    for i in range(2, num):
        if (num % i) == 0:
            return False
    else:
        return True


p_nums = [i for i in range(1, 100) if is_prime(i)]
print(p_nums)

　　

把推導的條件放在函式中，既可以應對複雜的條件，又可以利用推導式的簡潔寫法。

同理，如果生成推導結果的過程很複雜，也可以把邏輯放到函式中。

推導1900到2021年之間所有的年份，標記出閏年，生成結果：

1900, 1901, 1902, 1903, '閏1904'

程式碼：

解釋
def is_run(year):
    if (year % 4) == 0:
        if (year % 100) == 0:
            if (year % 400) == 0:
                return True  # 整百年能被400整除的是閏年
            else:
                return False
        else:
            return True  # 非整百年能被4整除的為閏年
    else:
        return False


ryears = [f'閏{y}' if is_run(y) else y for y in range(1900, 2021)]
print(ryears)

　　

5、 巢狀表示式 - 不推薦使用

從2000年到2021年，生成每個月份：'2000年:1月', '2000年:2月', '2020年:3月', ..., '2021年:12月'

monthes = [f'{y}年:{m}月' for y in range(2000, 2022) for m in range(1,13) ]

這裡有兩個for迴圈，類似於：

解釋
monthes = []
for y in range(2000, 2022):
    for m in range(1, 13):
        monthes.append(f'{y}年:{m}月')

　　

是不是下面的特別容易懂？所以兩層的迴圈不推薦使用推導式，哈哈。

那我為什麼還要講？你會碰到有人這麼寫，知道它的存在還是有點必要的。

6、 推導巨大的列表 - 不要這麼幹！

推匯出1到100億之間的數字的平方，程式碼如下：

nums = [i * i for i in range(1, 10000000000)]

但是這段程式碼很可能會卡死你的電腦，除非你的電腦是超級計算機。因為它要在記憶體中做100億次計算，然後儲存這100億個數字。

7、 使用生成器

這種情況下，我們應該使用推導生成器，用法很簡單：

  • 把方括號改成圓括號就可以了
解釋
nums = (i * i for i in range(1, 10000000000))
print(nums)
print(next(nums))
print(next(nums))
print(next(nums))

列印出來是一個生成器：

解釋
<generator object <genexpr> at 0x7fa0b422feb0>
1
4
9

這是一個生成器，它不會一次性生成100億個數字，只有呼叫next()的時候，它才會生成一個新的，返回給你。也就是說，同一個時間，只儲存一個數字。

8、 推導字典

推導字典的方式和推導列表很相似，只不過：

  1. 使用大括號
  2. 使用鍵值對

推導一個包含數字和數字平方組成的字典，結果是這樣的：

{1: 1, 2: 4, 3: 9, ..., 100: 10000}

程式碼：

nums_dict = {n: n * n for n in range(1, 101)}
print(nums_dict)

反過來，平方在前面，數字在後面：

nums_dict = {n * n:n for n in range(1, 101)}
print(nums_dict)

給下面的字典按照分數排序：

{'麥叔':59, '張三':87, 'FGA':78, '石石':100, '莫名':90}

排序結果：

{'石石': 100, '莫名': 90, '張三': 87, 'FGA': 78, '麥叔': 59}

程式碼：

scores = {'麥叔': 59, '張三': 87, 'FGA': 78, '石石': 100, '莫名': 90}
sored_scores = {item[0]: item[1] for item in sorted(scores.items(), key=lambda item: item[1], reverse=True)}
print(sored_scores)
  1. 先把字典scores變成一個元組列表：scores.items()
  2. 用sorted函式給元組列表排序：sorted(scores.items(), key=lambda item:item[1], reverse=True)
  3. 排序過程用lambda指定使用元組的第二列排序：key=lambda item:item[1]。預設是是第一列。
  4. 指定倒著排序，也就是分數高的在前面：reverse=True
  5. 使用推導式，把排好序的元組列表，生成一個新的排好序的字典：{item[0]:item[1] for item in ... }

9 推導集合Set

推導集合的方式和列表是一樣的，區別在於：

  1. 使用大括號，類似於推導字典，但它是單個元素，而不是鍵值對。
  2. 集合會自動過濾掉重複的元素。

下面的名字列表，去掉前後空格後去掉重複的名字：

[ '麥叔', '張三', ' 麥叔 ', 'FGA ', '張小三', 'FGA', '石石',' 莫名','莫名' ]

推導結果：

{'石石', 'FGA', '張小三', '莫名', '張三', '麥叔'}

程式碼：

names = [ '麥叔', '張三', ' 麥叔 ', 'FGA ', '張小三', 'FGA', '石石',' 莫名','莫名' ]
new_names = {n.strip() for n in names}
print(new_names)

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