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圖片來(lái)源：Pixabay/Gerd Altmann

本篇文章將詳細(xì)介紹解析式的基本要素及其各種形式。

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Python中的解析式

解析式是允許在其他序列中構(gòu)建序列的結(jié)構(gòu)。Python 2.0介紹了列表解析式的概念，Python 3.0中進(jìn)一步介紹了字典和集合解析式。

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Pyhon中的解析式類型

為什么解析式如此強(qiáng)大？本文將通過(guò)一個(gè)例子試著理解這一點(diǎn)。大家都知道Python提供了各種表達(dá)列表的方法。例如：

· 可以明確地將整件事寫(xiě)成：

squares = [0, 1, 4, 9, 25]

· 或者，編寫(xiě)for循環(huán)以創(chuàng)建列表:

squares = []

for num in range(6):

squares.append(num*num)

· 創(chuàng)建列表的另一種方法是使用單行代碼。

squares = [num*num for num in range(6)]

上面的這個(gè)單行叫做列表解析式，是創(chuàng)建列表的便捷方式。它不再依賴循環(huán)并精簡(jiǎn)了代碼。下一部分將深入探討列表的概念以及Python 3中提供的其他類型的解析式。

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列表解析式

列表解析式是一種以簡(jiǎn)潔的方式在Python中定義和創(chuàng)建列表的方法。大多數(shù)情況下，列表解析式可以僅在一行代碼中創(chuàng)建列表，無(wú)需擔(dān)心初始化列表或設(shè)置循環(huán)。

列表解析式包括以下幾個(gè)部分：

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列表解析式的各個(gè)部分

比如說(shuō)，需要找到前五個(gè)偶數(shù)的平方。如上一節(jié)所示，有兩種方法可以做到這一點(diǎn)：使用顯式的for循環(huán)或使用列表解析式。兩種方法都試試看吧。

· 使用循環(huán)

even_squares = []

>>> for num in range(11):

... if num%2 == 0:

... even_squares.append(num * num)>>> even_squares

[0, 4, 16, 36, 64, 100]

· 使用列表解析式

even_squares = [num * num for num in range(11) if num%2 == 0]

even_squares

[0, 4, 16, 36, 64, 100]

如果仔細(xì)觀察，可以看出只需重新排列For循環(huán)就可以創(chuàng)建列表解析式。

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列表解析式是Python中對(duì)集合應(yīng)用的一種符號(hào)表示方法，就好像數(shù)學(xué)中用到的集合表示方法。

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與數(shù)學(xué)中集合的相似性

一起實(shí)踐嘗試并看一些列表解析式幫助下創(chuàng)建列表的例子吧。

創(chuàng)造畢達(dá)哥拉斯三元數(shù)組

畢達(dá)哥拉斯三元數(shù)組由三個(gè)正整數(shù)a，b和c組成，而且a2+b2=c2。通常這樣的三元數(shù)組寫(xiě)成（a，b，c）的形式，例如（3,4,5）。

[(a,b,c) for a in range(1,30) for b in range(1,30) for c in range(1,30)if a**2 + b**2 == c**2][(3, 4, 5), (4, 3, 5), (5, 12, 13), (6, 8, 10), (7, 24, 25), (8, 6, 10), (8, 15, 17), (9, 12, 15), (10, 24, 26), (12, 5, 13), (12, 9, 15), (12, 16, 20), (15, 8, 17), (15, 20, 25),(16, 12, 20), (20, 15, 25),(20, 21, 29), (21, 20, 29), (24, 7, 25), (24, 10, 26)]

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帶字符串的列表解析式

· 將字符串中的小寫(xiě)字母轉(zhuǎn)換為大寫(xiě)字母。

colors = ["pink", "white", "blue", "black", purple"]

[color.upper() for color in colors]

['RED', 'GREEN', 'BLUE', 'PURPLE']

· 交換給定列表中的名和姓。

presidents_usa = ["George Washington", "John Adams","Thomas Jefferson","James Madison","James Monroe","John Adams","Andrew Jackson"]split_names = [name.split(" ") for name in presidents_usa]

swapped_list = [split_name[1] + " " + split_name[0] for split_name in split_names]swapped_list['Washington George', 'Adams John', 'Jefferson Thomas', 'Madison James', 'Monroe James', 'Adams John', 'Jackson Andrew']

含有元組的列表解析式

如果表達(dá)式包含元組（例如（x，y）），則必須用括號(hào)括起來(lái)。

# Convert height from cms to feet using List Comprehension : 1 cm = 0.0328 feetheight_in_cms = [('Tom',183),('Daisy',171),('Margaret',179),('Michael',190),('Nick',165)]height_in_feet = [(height[0],round(height[1]*0.0328,1)) for height in height_in_cms]height_in_feet[('Tom', 6.0), ('Daisy', 5.6), ('Margaret', 5.9), ('Michael', 6.2), ('Nick', 5.4)]

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嵌套列表解析式

列表解析式也可以嵌套以創(chuàng)建復(fù)雜的列表。例如，可以僅使用列表解析式來(lái)構(gòu)建矩陣。

· 構(gòu)建一個(gè)3x3的矩陣

matrix = [[j * j+i for j in range(3)] for i in range(3)]

matrix[[0, 1, 4], [1, 2, 5], [2, 3, 6]]

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集合解析式

集合解析式類似于列表解析式，但返回的是集合而不是列表。意義上來(lái)說(shuō)語(yǔ)法略有不同，創(chuàng)建集合解析式用花括號(hào)而不是方括號(hào)。

思考包含以下人名的列表：

names = [ 'Arnold', 'BILL', 'alice', 'arnold', 'MARY', 'J', 'BIll' ,'maRy']

該列表包含許多重復(fù)項(xiàng)，并且有的名字只有一個(gè)字母。目前想要的是一個(gè)由長(zhǎng)于一個(gè)字母且僅首字母大寫(xiě)的名字組成的列表。為了完成這項(xiàng)任務(wù)，采用了集合解析式。

{name.capitalize() for name in names if len(name) > 1}{'Alice', 'Arnold', 'Bill', 'Mary'}

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字典解析式 { }

當(dāng)輸入采用字典或鍵：值對(duì)的形式時(shí)，使用字典解析式。例如，思考這樣一個(gè)字典，其中鍵表示字符，值表示這些字符出現(xiàn)在語(yǔ)料庫(kù)中的次數(shù)。

char_dict = {'A' : 4,'z': 2, 'D' : 8, 'a': 5, 'Z' : 10 }

字典char_dict由大寫(xiě)和小寫(xiě)字母組成。在此想要計(jì)算字母的總出現(xiàn)次數(shù)，不管它們是大寫(xiě)還是小寫(xiě)。本文使用字典解析式來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)：

{ k.lower() : char_dict.get(k.lower(), 0) + char_dict.get(k.upper(), 0) for k in char_dict.keys()}{'a': 9, 'z': 12, 'd': 8}

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生成器解析式 ( )

列表解析是列表，因?yàn)樯善鞅磉_(dá)式是生成器。生成器函數(shù)從給定序列一次一個(gè)地輸出值，而不是一次性全部輸出。這是一篇很好的文章，它解釋了Python中Generators的細(xì)節(jié)。

生成器解析式的語(yǔ)法和工作方式就像列表解析式一樣，只不過(guò)它們使用圓括號(hào)而不是方括號(hào)。假設(shè)想要計(jì)算前十個(gè)自然數(shù)的平方和。

# Sum of first ten natural numbers using List Comprehensionssum([num**2 for num in range(11)])

385

如果我們使用任何其他可迭代而不一定是列表，結(jié)果將是相同的。

sum({num**2 for num in range(11)})

385

現(xiàn)在，如果使用生成器解析式來(lái)計(jì)算前十個(gè)自然數(shù)的平方，那么它將是這樣的：

squares = (num**2 for num in range(11))

squaressquares

at 0x1159536d8>

與列表解析式不同，生成器解析式不返回列表而是返回生成器對(duì)象。為了得到結(jié)果，可以使用上面的表達(dá)式和sum函數(shù)。

sum(n ** 2 for n in numbers)

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看看如何擺脫上面表達(dá)式中的冗余括號(hào)，使代碼更有效。

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最后，不要過(guò)度使用解析式

列表解析式是減少代碼長(zhǎng)度的有效方法。它們還使代碼更具可讀性。但有些情況下不用它也能輕松地達(dá)成目的。

當(dāng)程序的邏輯太長(zhǎng)時(shí)，不建議使用解析式。使用解析式的主要目的是縮短代碼。但是，當(dāng)開(kāi)始將過(guò)多的代碼打包到單個(gè)語(yǔ)句中時(shí)，傾向于犧牲代碼的可讀性。在這種情況下，for循環(huán)是更優(yōu)選擇。案例詳解：理解Python中的“解析式”

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