python 列表推導(dǎo)和生成器表達(dá)式的使用

更新時(shí)間：2021年02月01日 10:48:43 作者：PythonMind

這篇文章主要介紹了python 列表推導(dǎo)和生成器表達(dá)式的使用方法，幫助大家更好的理解和使用python，感興趣的朋友可以了解下

序列

序列是指一組數(shù)據(jù)，按存放類型分為容器序列與扁平序列，按能否被修改分為不可變序列與可變序列。

容器序列與扁平序列

容器序列存放的是對(duì)象的引用，包括list、tuple、collections.deque。

扁平序列存放的是對(duì)象的值，包括str、bytes、bytearray、memoryview和array.array。

扁平序列的值是字符、字節(jié)和數(shù)值這種基礎(chǔ)類型。

不可變序列與可變序列

不可變序列，包括tuple、str、bytes。

可變序列，包括list、bytearray、array.array、collection.deque、memoryview。

下圖左邊是父類，右邊是子類，可以看出可變序列是從不可變序列繼承來的，擴(kuò)展了可變方法：

列表推導(dǎo)

Python語言魅力在于簡潔，這能從最常見的創(chuàng)建列表體現(xiàn)出來，比如我們想把字符串"abc"轉(zhuǎn)換成新列表["a", "b", "c"]，常規(guī)寫法：

symbols = "abc"
codes = []
for symbol in symbols:
 codes.append(symbol)
print(codes) # ["a", "b", "c"]

用到了for循環(huán)和列表append方法。實(shí)際上可以不用append方法，直接：

symbols = "abc"
codes = [symbol for symbol in symbols]

這叫做列表推導(dǎo)，是更加Pythonic的寫法。

無論是編寫效率還是可閱讀性，列表推導(dǎo)都更勝一籌，可以說是構(gòu)建列表的快捷方式。但是不能濫用，通用原則是，如果列表推導(dǎo)的代碼超過了兩行，就要考慮用append了。這不是規(guī)定，完全可以憑借自我喜好來選擇。

笛卡爾積是指多個(gè)序列中元素所有組合，我們用列表推導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)笛卡爾積：

colors = ["black", "white"]
sizes = ["S", "M", "L"]
tshirts = [(color, size) for color in colors for size in sizes]

一行代碼搞定！Life is short，use Python，list comprehension is wonderful，amazing。

注意這行代碼有兩個(gè)for循環(huán)，等價(jià)于：

for color in colors:
 for size in sizes:

運(yùn)行結(jié)果是：

[('black', 'S'), ('black', 'M'), ('black', 'L'), ('white', 'S'), ('white', 'M'), ('white', 'L')]

如果換一下順序：

[(color, size) for color in colors for size in sizes]

等價(jià)于：

for size in sizes:
 for color in colors:

運(yùn)行結(jié)果是不同的，觀察第2個(gè)元素：

[('black', 'S'), ('white', 'S'), ('black', 'M'), ('white', 'M'), ('black', 'L'), ('white', 'L')]

生成器表達(dá)式

一般接觸到生成器時(shí)，都要講yield關(guān)鍵字，看似有點(diǎn)復(fù)雜，然而卻很簡單，生成器就像列表推導(dǎo)一樣，只不過是用來生成其他類型序列的，比如元組：

symbols = "abc"
codes = (symbol for symbol in symbols)

它的語法非常簡單，把列表推導(dǎo)的中括號(hào)[]換成小括號(hào)()，就可以了。

語法相似，本質(zhì)上卻有很大區(qū)別，我們?cè)囍蒙善鞅磉_(dá)式來實(shí)現(xiàn)笛卡爾積，看看會(huì)有什么變化：

colors = ["black", "white"]
sizes = ["S", "M", "L"]
tshirts = ((color, size) for color in colors for size in sizes)

運(yùn)行結(jié)果是：

<generator object <genexpr> at 0x000001FD57D2DB30>

generator object，結(jié)果是一個(gè)生成器對(duì)象。因?yàn)樯善鞅磉_(dá)式在每次迭代時(shí)才會(huì)逐個(gè)產(chǎn)出元素，所以這里的結(jié)果并不是已經(jīng)創(chuàng)建好的元組。列表推導(dǎo)才會(huì)一次性產(chǎn)生新列表所有元素。

通過迭代把生成器表達(dá)式結(jié)果輸出：

for tshirt in tshirts:
 print(tshirt)

('black', 'S')
('white', 'S')
('black', 'M')
('white', 'M')
('black', 'L')
('white', 'L')

生成器表達(dá)式可以提升程序性能，比如要計(jì)算兩個(gè)各有1000個(gè)元素的列表的笛卡爾積，生成器表達(dá)式可以幫忙省掉運(yùn)行for循環(huán)的開銷，即一個(gè)包含100萬個(gè)元素的列表。

yield作用和return差不多，后面會(huì)講到。

Tips

本小節(jié)內(nèi)容是我看《流暢的Python》第一遍時(shí)記錄的知識(shí)點(diǎn)：

Python標(biāo)準(zhǔn)庫用C實(shí)現(xiàn)了豐富的序列類型。
列表推導(dǎo)，就是指a = [x for x in something]這種寫法。
生成器表達(dá)式用于生成列表外的其他類型的序列，它跟列表推導(dǎo)的區(qū)別僅僅在于方括號(hào)換成圓括號(hào)，如b = tuple(x for x in something) 。
array.array('I', x for x in something) ，array構(gòu)造方法的第一個(gè)參數(shù)指定了數(shù)組中數(shù)字的存儲(chǔ)方式。
for tshirt in [c, s for c in colors for s in sizes]，列表推導(dǎo)會(huì)一次性生成這個(gè)列表，存儲(chǔ)在內(nèi)存中，占用資源。for tshirt in ('%s %s' for c in colors for s in sizes)，生成器表達(dá)式只在循環(huán)時(shí)逐個(gè)產(chǎn)出元素，避免額外的內(nèi)存占用，省掉了運(yùn)行for循環(huán)的開銷。