Python 推导式

说明

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在构造列表、集合、字典时，Python提供了名为“显示”的特殊句法，用方括号和花括号将容器的元素包裹起来，在括号里支持两种形式：一种是显式地写元素，并用逗号分隔；另一种是写for语句来迭代生成元素，可以有多个for子句和if子句。这是一个非常方便、紧凑地定义列表的方式，可以大幅减少代码量。

示例

以下是推导式构造列表的示例：

# 将一个可迭代的对象展开形成一个列表
[i for i in range(5)]
# [0, 1, 2, 3, 4]

# 可以处理结果
['第'+str(i) for i in range(5)]
# ['第0', '第1', '第2', '第3', '第4']

# 可以进行条件筛选, 实现取偶数
[i for i in range(5) if i%2==0]

# 拆开字符, 过滤空格，全变成大写
[i.upper() for i in 'Hello world' if i != ' ']
# ['H', 'E', 'L', 'L', 'O', 'W', 'O', 'R', 'L', 'D']
# 对于复杂逻辑可以分行编写
[i.upper()
 for i in 'Hello world'
 if i != ' '
]

# 条件分支
data= ['good','bad','bad','good','bad']
[1 if x == 'good' else 0 for x in data]
# [1, 0, 0, 1, 0]

以下是集合的推导式：

{i**2 for i in range(1,4)}
# {1, 4, 9}

my_list = [1, 2, 3]
{i**2 for i in my_list}
# {1, 4, 9}

以下是利用推导式生成新的字典：

d = {i: i*10 for i in range(1,5)}
# {1: 10, 2: 20, 3: 30, 4: 40}

# 键值互换
d = {'name': 'Tom', 'age': 18, 'height': 180}
{v:k for k,v in d.items()}
# {'Tom': 'name', 18: 'age', 180: 'height'}

如果要将两个序列对齐为对应的键值，可以借助Python内置函数zip()：

names = ('Tom', 'Lily', 'Lucy')
ages = [18, 19, 20]

# 对齐
list(zip(names, ages))
# [('Tom', 18), ('Lily', 19), ('Lucy', 20)]

{
    name:age
    for name,age in zip(names, ages)
}
# {'Tom': 18, 'Lily': 19, 'Lucy': 20}

以下是一个有多个for语句的示例，生成了一个排列组合数列：

# 生成排列组合数
[
    (i,j) 
    for i in range(10) 
        for j in range(5)
            if i > 6
]
'''
[(7, 0),
 (7, 1),
 (7, 2),
 (7, 3),
 (7, 4),
 (8, 0),
 (8, 1),
 (8, 2),
 (8, 3),
 (8, 4),
 (9, 0),
 (9, 1),
 (9, 2),
 (9, 3),
 (9, 4)]
'''

可见，如果推导式语句比较复杂，可以将代码物理换行，利用容器中的隐式拼接特性使代码更加易读、易写。

集合和字典的括号都是花括号，但字典必须产生的元素是包含键值的k:v格式，语句执行时会自动认定为字典，而不是集合。

要注意的是，元组没有推导式，在圆括号写类似的代码产生的是一个迭代器，可以参考笔者的新书《Python之光：Python编程入门与实战》。

推导式详情

推导式的结构是一个单独表达式后面加至少一个 for 子句以及零个或更多个 for 或 if 子句。在这种情况下，新容器的元素产生方式是将每个 for 或 if 子句视为一个代码块，按从左至右的顺序嵌套，然后每次到达最内层代码块时就对表达式进行求值以产生一个元素。

不过，除了最左边 for 子句中的可迭代表达式，推导式是在另一个隐式嵌套的作用域内执行的。这能确保赋给目标列表的名称不会“泄露”到外层的作用域。

最左边的 for 子句中的可迭代对象表达式会直接在外层作用域中被求值，然后作为一个参数被传给隐式嵌套的作用域。后续的 for 子句以及最左侧 for 子句中的任何筛选条件不能在外层作用域中被求值，因为它们可能依赖于从最左侧可迭代对象中获得的值。

例如:

[x*y for x in range(10) for y in range(x, x+10)]

示例：

[i for i in range(3)]
# [0, 1, 2]

{i for i in range(3)}
# {0, 1, 2}

{i:i+1 for i in range(3)}
# {0: 1, 1: 2, 2: 3}

为了确保推导式得出的结果总是一个类型正确的容器，在隐式嵌套作用域内禁止使用 yield 和 yield from 表达式。

从 Python 3.6 开始，在 async def 函数中可以使用 async for 子句来迭代异步迭代器（asynchronous iterator）。在 async def 函数中构建推导式可以通过在打头的表达式后加上 for 或 async for 子句，也可能包含额外的 for 或 async for 子句，还可能使用 await 表达式。如果一个推导式包含 async for 子句或者 await 表达式，则被称为异步推导式。异步推导式可以暂停执行它所在的协程函数。另请参阅 PEP 530。

例如：

import asyncio

async def numbers(numbers):
    for i in range(numbers):
        yield i
        await asyncio.sleep(0.5)

[i async for i in numbers(10) if i % 2]
# [1, 3, 5, 7, 9]

# 支持的形式如：
[await fun() for fun in funcs]
{await fun() for fun in funcs}
{fun: await fun() for fun in funcs}

[await fun() for fun in funcs if await smth]
{await fun() for fun in funcs if await smth}
{fun: await fun() for fun in funcs if await smth}

[await fun() async for fun in funcs]
{await fun() async for fun in funcs}
{fun: await fun() async for fun in funcs}

[await fun() async for fun in funcs if await smth]
{await fun() async for fun in funcs if await smth}
{fun: await fun() async for fun in funcs if await smth}

3.6 新版功能: 引入了异步推导式。

在 3.8 版更改: yield 和 yield from 在隐式嵌套的作用域中已被禁用。

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