列表推導式是在 Python 中建立清單的強大且高效的方法。

它們提供了一種簡潔易讀的方式來根據現有的可迭代物件產生清單。

在文章中，我將探討列表推導式的細微差別、它們相對於傳統循環的優勢以及各種實際應用。

什麼是列表理解？

列表推導式是一種語法緊湊的方法，透過將循環和條件邏輯組合到一行程式碼中來建立列表。

這使得產生清單的方式更具可讀性和表現力，使人們更容易一目了然地理解程式碼的意圖。

結構和例子

列表推導式的基本架構如下：

[expression for item in iterable if condition]

讓我們分解這個結構的組成部分：

• 表達式：這是每次迭代將添加到新列表中的值。
• for item in iterable：這是循環構造，迭代可迭代中的每個項目（例如，列表、元組、集合、字典或生成器）。
• if 條件：這是一個可選的條件語句，用於過濾要包含在新清單中的項目。

範例：

基本列表理解：

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squares = [x**2 for x in numbers]
print(squares)  

# Output: [1, 4, 9, 16, 25]

此範例使用清單理解從現有數字清單建立新的正方形清單。

帶條件的列表理解：

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
even_squares = [x**2 for x in numbers if x % 2 == 0]
print(even_squares)  

# Output: [4, 16]

此範例過濾數字以僅包含偶數，然後將其平方，演示了清單理解中 if 條件的使用。

列表推導式相對於傳統循環的優點

列表推導式與傳統循環相比具有多種優點：

• 簡潔：清單推導式比傳統循環更簡潔、更易於閱讀，讓您的程式碼更易於維護、更易於理解。
• 效能：清單推導式通常比傳統循環更快，因為它們針對建立清單進行了最佳化。
• 可讀性：清單理解的意圖比傳統循環更清晰，使其他人更容易理解您的程式碼。

實際應用

列表推導式可以以多種方式使用來操作和處理資料。

以下是一些常見用例：
過濾列表：

words = ["apple", "banana", "cherry", "date"]
short_words = [word for word in words if len(word) 



此範例過濾單字列表，僅包含 5 個或更少字元的單字。 

轉換列表：


temperatures_celsius = [0, 20, 30, 40]
temperatures_fahrenheit = [(temp * 9/5)   32 for temp in temperatures_celsius]
print(temperatures_fahrenheit)  

# Output: [32.0, 68.0, 86.0, 104.0]




此範例將溫度清單從攝氏度轉換為華氏度。 

嵌套列表推導式：


matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
flattened = [num for row in matrix for num in row]
print(flattened)  

# Output: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]




此範例使用嵌套列表推導式將 2D 列表（矩陣）展平為 1D 列表。 

建立元組清單：


pairs = [(x, y) for x in range(3) for y in range(3)]
print(pairs) 

# Output: [(0, 0), (0, 1), (0, 2), (1, 0), (1, 1), (1, 2), (2, 0), (2, 1), (2, 2)]




此範例產生兩個範圍中所有可能的數字對（元組）的清單。 

刪除重複：


list_with_duplicates = [1, 2, 2, 3, 4, 4, 5]
unique_list = list(set([x for x in list_with_duplicates]))
print(unique_list)  

# Output: [1, 2, 3, 4, 5]




此範例透過將清單轉換為集合並傳回清單來刪除清單中的重複項。 



  
  
  更高級的主題


現在讓我們來探索一些有關清單理解變體的更高級主題。 

產生器表達式

生成器表達式與列表推導式類似，但產生可迭代物件而不是列表。 

在處理大型資料集時，這可以提高記憶體效率，因為專案是動態生成的，而不是一次性全部儲存在記憶體中。 


numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squares_generator = (x**2 for x in numbers)

for square in squares_generator:
    print(square)

# Output
# 1
# 4
# 9
# 16
# 25




字典與集合推導式

Python 還支援字典和集合推導式，讓您以簡潔的方式建立字典和集合，類似於列表推導式。 


# Dictionary comprehension
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squares_dict = {x: x**2 for x in numbers}
print(squares_dict)  

# Output: {1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25}



# Set comprehension
list_with_duplicates = [1, 2, 2, 3, 4, 4, 5]
unique_set = {x for x in list_with_duplicates}
print(unique_set)  

# Output: {1, 2, 3, 4, 5}







  
  
  結論


清單推導式是 Python 中強大且多功能的工具，可讓您以簡潔且可讀的方式建立清單。 

它們可以簡化您的程式碼，提高效能，並使操作和處理資料變得更容易。 

透過掌握清單推導式及其進階功能，您可以編寫更有效率、更簡潔的 Python 程式碼。