掌握 Python 列表推导式的六种方法-51CTO.COM

Python是一种简洁而强大的编程语言，列表推导式（List Comprehensions）就是其中一个让人爱不释手的特性。列表推导式提供了一种简洁的方式来创建列表，尤其是当你需要对序列中的每个元素进行某种操作或过滤时。今天，我们就来详细探讨并掌握Python列表推导式的六种方法。

1. 基础列表推导式

列表推导式的基本语法是 [表达式 for 项 in 可迭代对象]。它允许你通过一个表达式和for循环来快速生成一个新的列表。

# 创建一个包含1到10的平方的列表
squares = [x**2 for x in range(1, 11)]
print(squares)
# 输出: [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

这段代码用一行就实现了过去可能需要几行代码才能完成的任务。

2. 添加条件过滤

除了基本表达式，列表推导式还可以包含if语句，用于过滤元素。

# 创建一个包含1到10中偶数的平方的列表
even_squares = [x**2 for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
print(even_squares)
# 输出: [4, 16, 36, 64, 100]

这里，if x % 2 == 0 用于过滤掉奇数，只保留偶数进行平方运算。

3. 嵌套列表推导式

当需要处理二维列表时，嵌套列表推导式可以派上用场。

# 创建一个3x3的矩阵，并将其转置
matrix = [
    [1, 2, 3],
    [4, 5, 6],
    [7, 8, 9]
]
transposed = [[row[i] for row in matrix] for i in range(3)]
print(transposed)
# 输出: [[1, 4, 7], [2, 5, 8], [3, 6, 9]]

这段代码首先通过内层列表推导式遍历矩阵的每一列，然后通过外层列表推导式构建转置后的矩阵。

4. 使用多个for循环

列表推导式可以包含多个for循环，用于处理更复杂的迭代需求。

# 创建一个笛卡尔积列表，包含(x, y)对，其中x来自[1, 2]，y来自[3, 4]
cartesian_product = [(x, y) for x in [1, 2] for y in [3, 4]]
print(cartesian_product)
# 输出: [(1, 3), (1, 4), (2, 3), (2, 4)]

这段代码展示了如何通过两个for循环来生成两个列表的笛卡尔积。

5. 使用列表推导式进行字符串处理

列表推导式不仅限于处理数字，还可以用于字符串处理。

# 将字符串中的每个字符转换为大写，并只保留字母字符
text = "Hello, World!"
upper_letters = [char.upper() for char in text if char.isalpha()]
print(upper_letters)
# 输出: ['H', 'E', 'L', 'L', 'O', 'W', 'O', 'R', 'L', 'D']

这段代码通过列表推导式将字符串中的每个字母字符转换为大写，并过滤掉非字母字符。

6. 结合函数使用列表推导式

列表推导式还可以与自定义函数结合使用，以实现更复杂的操作。

# 定义一个函数，计算一个数的阶乘
def factorial(n):
    if n == 0 or n == 1:
        return 1
    else:
        return n * factorial(n - 1)

# 计算5以内所有整数的阶乘
factorials = [factorial(i) for i in range(6)]
print(factorials)
# 输出: [1, 1, 2, 6, 24, 120]

这里，我们定义了一个计算阶乘的函数，并在列表推导式中调用它来计算5以内所有整数的阶乘。

实战案例：分析学生成绩

假设我们有一个学生成绩列表，每个学生包含姓名和成绩。我们希望计算所有学生的平均成绩，并找出成绩高于平均分的学生。

# 学生成绩列表
students = [
    {"name": "Alice", "score": 85},
    {"name": "Bob", "score": 92},
    {"name": "Charlie", "score": 78},
    {"name": "David", "score": 90},
    {"name": "Eva", "score": 88}
]

# 计算平均成绩
average_score = sum(student["score"] for student in students) / len(students)
print(f"平均成绩: {average_score}")
# 输出: 平均成绩: 86.6

# 找出成绩高于平均分的学生
above_average = [student["name"] for student in students if student["score"] > average_score]
print(f"成绩高于平均分的学生: {above_average}")
# 输出: 成绩高于平均分的学生: ['Bob', 'David', 'Eva']

在这个案例中，我们首先使用列表推导式计算所有学生的总成绩，然后除以学生人数得到平均成绩。接着，再次使用列表推导式找出成绩高于平均分的学生姓名。

总结

通过本文，我们学习了Python列表推导式的6种常用方法：基础列表推导式、添加条件过滤、嵌套列表推导式、使用多个for循环、进行字符串处理以及结合函数使用。列表推导式不仅让代码更加简洁，还提高了执行效率。在实际编程中，熟练掌握列表推导式可以大大提升你的编程能力和代码质量。