Python 進階之路 (八) 最用心的推導式詳解 (附簡單實戰及源碼)

什麼是推導式

你們好，今天爲你們帶來問我最喜歡的Python推導式使用指南，讓咱們先來看看定義~

推導式（comprehensions）是Python的一種獨有特性，推導式是能夠從一個數據序列構建另外一個新的數據序列的結構體。通常有三種使用最多的推導式：

• 列表推導式（list comprehensions）
• 字典推導式（dict comprehensions）
• 集合推導式（set comprehensions）

使用推導式能夠簡化代碼的同時提升效率，在個人我的使用場景中，用的最多的仍是列表推導式，接下來我會一一介紹這三種常見的推導式，最後經過一個簡單實戰發現推導式的高效之處

列表推導式（list comprehensions）

模板

首先，讓咱們看看使用列表推導式的基礎模板：

• [ expression for item in list if conditional ]

簡單來講，遍歷一個list，獲得每個元素item，咱們相對item進行哪些操做，寫在expression裏就能夠，若是對篩選有什麼條件，能夠放在if後面

下面能夠經過大量實例幫助你們理解

使用實例

先看第一個小栗子，在這裏咱們用for循環常規遍歷一個字符串‘human’，把每一字母做爲元素放在一個叫h_letters的數組裏面：

h_letters = []
for letter in 'human':
    h_letters.append(letter)

print(h_letters)

Out：['h', 'u', 'm', 'a', 'n']

若是咱們根據列表推導式的定義模板，能夠簡化以下：

h_letters = [ letter for letter in 'human' ]
print( h_letters)

Out: ['h', 'u', 'm', 'a', 'n']

這樣的話便捷了不少，看上去也很容易理解，這裏咱們在expression部分什麼都沒有寫，只是提出了每一個元素而已，運行時的python執行方式以下：

咱們能夠在expression的部分進行不少操做，好比:

h_letters = [ letter.upper() for letter in 'human' ]
print( h_letters)

Out: ['H', 'U', 'M', 'A', 'N']

這樣咱們能夠很容易的實現字母的大小寫轉化

一樣的，咱們能夠在if後面寫出篩選條件，好比這裏，咱們想要提出從-20 ~ 20中全部能被3整除的正數：

result = [num for num in range(-20,20)        
          if num %3==0 and num > 0]   

print(result)                   #多個條件能夠用and鏈接

Out: [3, 6, 9, 12, 15, 18]

列表推導式的實際應用場景十分普遍，它和lambda不一樣，是真正好理解，提升效率的python特性之一，這裏相信聰明的你已經想到了更多用法！

字典推導式（dict comprehensions）

模板

讓咱們看先來看使用字典推導式的基礎模板：

• { key:value for key,value in existing_data_structure }

這裏和list有所不一樣，因位dict裏面有兩個關鍵的屬性，key 和 value，但大同小異，咱們如今的expression部分能夠同時對 key 和 value 進行操做

下面來看最多見的應用

使用實例

首先最實用的功能莫過於能夠實現一個dict的key，value值互換：

person = {'name':'xiaobai','city':'paris'}
person_reverse = {v:k for k,v in person.items()}   #簡單互換key和value的值便可

print(person_reverse)
Out: {'xiaobai': 'name', 'paris': 'city'}

這裏就很是方便了用字典推導式，否則的話若是用for循環，會稍微麻煩一些。
讓咱們再看下一個很巧的例子：

nums = {'a':10,'b':20,'A':5,'B':3,'d':4}

num_frequency  = {k.lower():nums.get(k.lower(),0) + nums.get(k.upper(),0)
                  for k in nums.keys() }

print(num_frequency)

Out: {'a': 15, 'b': 23, 'd': 4}

這裏使用的就比較靈活，咱們有一個數據，key是字母的大小寫混在一塊兒，咱們想統計同一個key（大小寫都包括）所對應的數字出現總和，因此在新建的num_frequency 字典用使用了推導式，這裏咱們遍歷的是dict.keys()配合dict.get()方法，固然，若是僅僅是爲了實現這個功能，咱們有更好的辦法，這裏只是爲了介紹推導式

再好比下面的例子：

fruit = ['apple','banana','organge','mango','peach']

fruit_len = {f:len(f) for f in fruit}
print(fruit_len)

Out：{'apple': 5, 'banana': 6, 'organge': 7, 'mango': 5, 'peach': 5}

咱們有一個fruit的list，如今想要獲得每一種水果的單詞長度，就能夠經過圖中所示的方法實現，很是容易

最後再來看一個字典推導式配合枚舉（enumerate）的例子:

fruit = ['apple','organge','banana','mango','peach']

fruit_positon = {v:i for i,v in enumerate(fruit)}
print(fruit_positon)

Out: {'apple': 0, 'organge': 1, 'banana': 2, 'mango': 3, 'peach': 4}

仍是用剛纔的list，此次咱們獲得的key是fruit的每一個元素，value則是該元素在fruit所在的index

集合推導式（Set comprehensions）

模板

讓咱們看先來看使用集合推導式的基礎模板：

• { expression for item in Sequence if conditional }

其實集合推導式和list的推導式很像，可是既然是集合，確定會配合利用Set的特有屬性來實現咱們的目的，若是你還對Set這種數據結構不夠了解，能夠參考我以前的文章：Python 進階之路 (四) 先立Flag, 社區最全的Set用法集錦

下面來看最多見的應用

使用實例

首先，咱們來看一個根據Set值惟一的特性的例子，咱們有一個list叫names，用來存儲名字，其中的數據很不規範，有大寫，小寫，還有重複的，咱們想要去重並把名字的格式統一爲首字母大寫，實現方法即是用Set推導式：

names = [ 'Bob', 'JOHN', 'alice', 'bob', 'ALICE', 'James', 'Bob','JAMES','jAMeS' ]
names_standard = { n[0].upper()+n[1:].lower() for n in names}

print(names_standard)
Out: {'John', 'Bob', 'James', 'Alice'}

這裏就再也不舉不少的其餘例子了，由於使用的方式多種多樣，剩下的就靠廣大人民羣衆的智慧自行開發便可！

簡單實戰

如今讓咱們來看一個比較綜合的例子！咱們如今手裏有一個英文字典的dictionary.txt文件，包含從A~Z的單詞

具體需求：咱們想要找到長度大於5的正反拼寫都具備實際含義的單詞

咱們如今會經過各類推導式來實現這個目標，我會在文章最後把txt文件及Python文件下載連接附上，這樣你們若是先要練習能夠自行下載

首先，咱們的初始目錄結構以下：

這裏我新建了一個test文件夾，把dictionary.txt 文件和python文件放在一塊兒方便讀取，開始以前，先大概看下txt文件長什麼樣子：

第一步：讀取dictionary.txt中的單詞，選出長度大於5的

with open('dictionary.txt') as dictionary_file:
    words = (line.rstrip() for line in dictionary_file)
    words_over_five_letters = [w for w in words if len(w)>5 ]

這裏經過列表推導式words_over_five_letters 用來存儲全部長度大於5的單詞

第二步：將上一步選出的單詞所有以倒序的方式存儲在一個集合裏

reversed_words ={
    word[::-1]
    for word in words_over_five_letters
    }

經過set推導式來實現

第三步：經過 if 條件篩選得出結果

reversible_words = [
    word
    for word in words_over_five_letters
    if word in reversed_words
]

for word in reversible_words[0:20]:
    print(word)
    
    
Out：
    abrood
    agenes
    amaroid
    amunam
    animal
    animes
    bruted
    darter
    decart
    decurt
    deedeed
    deflow
    degami
    degener
    degged
    deified
    deifier
    deliver
    denier

這裏最後共有203個結果，咱們只看了前20個，驗證方法就是隻要長度大於5的單詞同時存在於reversed_words和words_over_five_letters便可

完整代碼以下：

with open('dictionary.txt') as dictionary_file:
    words = (line.rstrip() for line in dictionary_file)
    words_over_five_letters = [w for w in words if len(w)>5 ]


reversed_words ={
    word[::-1]
    for word in words_over_five_letters
     }

reversible_words = [
    word
    for word in words_over_five_letters
    if word in reversed_words
]

for word in reversible_words[0:20]:
    print(word)

資料下載

• dictionary.txt
• dictionary.py

總結

此次爲你們總結了python裏面常見的三種推導式相關用法以及最後的小實戰環節，但願你們喜歡，雙擊666點個贊吧！！