python 中的列表解析和生成表达式

优雅、清晰和务实都是python的核心价值观，如果想通过操作和处理一个序列（或其他的可迭代对象）来创建一个新的列表时可以使用列表解析（  List comprehensions）和生成表达式，通过这两个操作，我们可以看到这三个观点是如何在python中和谐统一起来的。

列表解析

在需要改变列表而不是需要新建某列表时，可以使用列表解析。列表解析表达式为：

[expr for iter_var in iterable] 
[expr for iter_var in iterable if cond_expr] 

第一种语法：首先迭代iterable里所有内容，每一次迭代，都把iterable里相应内容放到iter_var中，再在表达式中应用该iter_var的内容，最后用表达式的计算值生成一个列表。
第二种语法：加入了判断语句，只有满足条件的内容才把iterable里相应内容放到iter_var中，再在表达式中应用该iter_var的内容，最后用表达式的计算值生成一个列表。

举例如下：

>>> L= [(x+1,y+1) for x in range(3) for y in range(5)] 
>>> L
[(1, 1), (1, 2), (1, 3), (1, 4), (1, 5), (2, 1), (2, 2), (2, 3), (2, 4), (2, 5), (3, 1), (3, 2), (3, 3), (3, 4), (3, 5)]

>>> N=[x+10for x in range(10) if x>5]
>>> N
[16, 17, 18, 19]

newlist=[x+5for x in olderlist if x>10]

一个更复杂的例子：

 

>>> num = [j for i in range(2, 8) for j in range(i*2, 50, i)]
>>> num
[4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 42, 45, 48, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, 44, 48, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 14, 21, 28, 35, 42, 49]

 

>>> words ='The quick brown fox jumps over the lazy dog'.split()
>>> words
['The', 'quick', 'brown', 'fox', 'jumps', 'over', 'the', 'lazy', 'dog']
>>> stuff = [[w.upper(), w.lower(), len(w)] for w in words]
>>>for i in stuff:
    print i

    
['THE', 'the', 3]
['QUICK', 'quick', 5]
['BROWN', 'brown', 5]
['FOX', 'fox', 3]
['JUMPS', 'jumps', 5]
['OVER', 'over', 4]
['THE', 'the', 3]
['LAZY', 'lazy', 4]
['DOG', 'dog', 3]

上述代码的map（）实现：

>>> stuff = map(lambda w: [w.upper(), w.lower(), len(w)], words)
>>>for i in stuff:
...     print i
... 
['THE', 'the', 3]
['QUICK', 'quick', 5]
['BROWN', 'brown', 5]
['FOX', 'fox', 3]
['JUMPS', 'jumps', 5]
['OVER', 'over', 4]
['THE', 'the', 3]
['LAZY', 'lazy', 4]
['DOG', 'dog', 3]

生成器表达式

生成器表达式是在python2.4中引入的，当序列过长， 而每次只需要获取一个元素时，应当考虑使用生成器表达式而不是列表解析。生成器表达式的语法和列表解析一样，只不过生成器表达式是被（）括起来的，而不是[]，如下：

(expr for iter_var in iterable) 
(expr for iter_var in iterable if cond_expr)

例：

>>> L= (i +1for i in range(10) if i %2)
>>> L
<generator object <genexpr> at 0xb749a52c>
>>> L1=[]
>>>for i in L:
...     L1.append(i)
... 
>>> L1
[2, 4, 6, 8, 10]

生成器表达式并不真正创建数字列表， 而是返回一个生成器，这个生成器在每次计算出一个条目后，把这个条目“产生”(yield)出来。 生成器表达式使用了“惰性计算”(lazy evaluation，也有翻译为“延迟求值”，我以为这种按需调用call by need的方式翻译为惰性更好一些)，只有在检索时才被赋值（ evaluated），所以在列表比较长的情况下使用内存上更有效。A generator object in python is something like a lazy list. The elements are only evaluated as soon as you iterate over them. 

一些说明：

1. 当需要只是执行一个循环的时候尽量使用循环而不是列表解析，这样更符合python提倡的直观性。

for item in sequence:
    process(item)

2. 当有内建的操作或者类型能够以更直接的方式实现的，不要使用列表解析。

例如复制一个列表时，使用：L1=list（L）即可，不必使用：

L1=[x for x in L]

3. 当序列过长， 而每次只需要获取一个元素时，使用生成器表达式。

4. 列表解析的性能相比要比map要好，实现相同功能的for循环效率最差（和列表解析相比差两倍）。

5. 列表解析可以转换为 for循环或者使用map（其中可能会用到filter、lambda函数）表达式，但是列表解析更为简单明了，后者会带来更复杂和深层的嵌套。