简介

列表（list）是 Python 标准库提供的几种 容器序列 之一，它存储的是其所包含对象的 引用。列表是一种 可变序列。

✏️ 注意：若需复习列表的基本概念，请先回顾创建列表的基础知识。

假设你已掌握列表的基础知识，接下来我们将深入探讨列表推导式——一种使用频率不高但功能强大且简洁的创建列表的方法。

列表推导式由方括号组成，其中包含一个 表达式，后接一个 for 子句，然后可以跟零个或多个 for 或 if 子句。结果是一个新列表，该列表由在后续 for 和 if 子句的上下文中评估表达式而生成。

说明

提升代码可读性

让我们看看列表推导式如何让程序更加清晰简洁。以下是不使用列表推导式实现列表的示例代码：

1letters = 'Python'
2alphabets = []  # 创建一个新列表
3
4for letter in letters:
5    alphabets.append(letter)    # 将 letters 中的元素添加到 alphabets
6
7print(alphabets)

在上述代码中，我们在第 2 行创建了一个空列表 alphabets，然后在第 5 行通过 for 循环用 letters 列表填充它。现在，我们改用列表推导式实现相同功能，观察代码量如何减少，程序也变得更易读。

1letters = 'Python'
2alphabets = [letter for letter in letters]  # 将 letters 中的元素添加到 alphabets
3
4print(alphabets)

现在你看到了，列表推导式多么高效！我们仅用一行代码就完成了 alphabets 的创建和填充，而之前没有使用推导式的版本则需要三行才能完成同样的任务。后者看起来更像是由 Python 专家编写的代码。

Python 3 中无变量泄漏问题

如果你曾使用过 Python 2，可能会注意到，在使用列表推导式时，变量会因 外部作用域 而导致值被意外覆盖。运行以下代码观察这一问题：

1letters = 'Python'
2alphabets = [letters for letters in letters]  # letters 的作用域为外部作用域
3
4print(letters)

你会发现，当打印 letters（第 4 行）时，输出不再是 Python，而是 n。这是因为 Python 2 的列表推导式不会创建新的作用域，循环变量 letters 会覆盖第 1 行定义的同名变量，循环结束后 letters 的值变成了最后一个元素 n。

Python 3 解决了这个问题。它将 letters for letters in letters 中第一个 letters 的作用域改为 局部作用域，而非外部作用域。运行以下代码，见证这一改进！

1letters = 'Python'
2alphabets = [letters for letters in letters]  # letters 的作用域为局部作用域
3
4print(letters)

Python 3 成功保留了 letters 的原始值。此时，letters for letters in letters 中第一个 letters 的作用域是 局部作用域，不再指向第 1 行定义的 letters。

使用列表推导式进行过滤

我们可以使用 for 循环或 filter 函数从列表中筛选数据，但这通常需要多行代码。你是否希望用一行代码完成？如果愿意，那就使用列表推导式。

运行以下代码，看看列表推导式如何实现列表过滤：

1numbers = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]
2even = [number for number in numbers if number %2 ==0] # 筛选偶数
3
4print(even)

看，列表推导式效果惊人！它使用 for 关键字从 numbers 中逐个取出数字，并通过 if 条件进行筛选，所有操作都在一行代码中完成。

用列表推导式实现复杂迭代

列表推导式还能替代嵌套的 for 循环，提升效率。下面我们对比两种写法。以下是不使用列表推导式实现复杂迭代的代码：

1even = [2,4,6,8,10]
2odd = [1,3,5,7,9]
3
4pair = []
5for number1 in even:  # 从 even 中逐个取数
6    for number2 in odd: # 从 odd 中逐个取数
7        pair.append((number1, number2)) # 将 even 中的每个数与 odd 中的每个数配对
8
9print(pair)

在上述代码中，外层循环（第 5 行）逐个从 even 中取值，内层循环（第 6 行）逐个从 odd 中取值，然后将这些数以元组形式添加到 pair 列表中。最终，pair 包含了 even 和 odd 两个列表的 笛卡尔积。

❌ 注意：不应使用来自同一列表的元素生成元组对！

现在，我们改用列表推导式实现相同功能，观察代码如何大幅缩减，同时更易读：

1even = [2,4,6,8,10]
2odd = [1,3,5,7,9]
3
4# 将 even 中的每个数与 odd 中的每个数配对
5pair = [(number1,number2) for number1 in even for number2 in odd]
6
7print(pair)

再次证明，列表推导式非常高效！我们仅用一行代码（第 5 行）就完成了 pair 的创建和填充，而之前没有使用推导式的版本需要四行代码才能完成。后者的写法明显更具专业感。

掌握这些编程技巧，将显著提升你的代码质量与效率。