Python列表推导式（for表达式）及用法

for 表达式（列表推导式）用于利用其他区间、元组、列表等可迭代对象创建新的列表。

for 表达式的语法格式如下：

[表达式 for 循环计数器 in 可迭代对象]

从上面的语法格式可以看出，for 表达式与普通 for 循环的区别有以下两点：

在 for 关键字之前定义一个表达式，该表达式通常会包含循环计数器。

for 表达式没有循环体，因此不需要冒号。

for 表达式当然也是有循环的，它同样会对可迭代对象进行循环，可迭代对象包含几个对象，该循环就对 for 之前的“表达式”执行几次（相当于 for 之前的表达式就是循环体），并将每次执行的值收集起来作为新的列表元素。

for 表达式最终返回的是列表，因此 for 表达式也被称为列表推导式。

例如如下代码（程序一）：

a_range = range(10)
# 对a_range执行for表达式
a_list = [x * x for x in a_range]
# a_list集合包含10个元素
print(a_list)

上面粗体字代码将会对 a_range 执行迭代，由于 a_range 相当于包含 10 个元素，因此程序生成的 a_list 同样包含 10 个元素，每个元素都是 a_range 中每个元素的平方（由表达式 x*x 控制）。

运行上面代码，可以看到如下输出结果：

[0 , 1 , 4 , 9 , 16 , 25 , 36 , 49 , 64, 81]

还可以在 for 表达式后面添加 if 条件，这样 for 表达式将只迭代那些符合条件的元素。例如如下代码：

b_list = [x * x for x in a_range if x % 2 == 0]
# a_list集合包含5个元素
print(b_list)

第一行代码与程序一中第 3 行代码大致相同，只是为 for 表达式增加了 if 条件，这样程序只处理 range 区间的偶数，因此程序生成的 b_list 只包含 5 个元素。

运行上面代码，可以看到如下输出结果：

[0 ,4 , 16, 36, 64]

如果将 for 表达式的方括号改为圆括号，for 表达式将不再生成列表，而是生成一个生成器（generator），该生成器同样可使用 for 循环选代。

对于使用圆括号的 for 表达式，它最终返回的是生成器，因此这种 for 表达式也被称为生成器推导式。例如如下代码：

# 使用for表达式创建生成器
c_generator = (x * x for x in a_range if x % 2 == 0)
# 使用for循环迭代生成器
for i in c_generator:
    print(i, end='\t')
print()

程序中，第 2 行代码只是将 for 表达式的方括号改为圆括号，因此这行代码将会创建一个 generator 对象，接下来程序使用 for 循环遍历了该 generator 对象。运行上面程序，得到如下输出结果：

0 4 16 36 64

在前面看到的 for 表达式都只有一个循环，实际上 for 表达式可使用多个循环，就像嵌套循环一样。例如如下代码：

d_list = [(x, y) for x in range(5) for y in range(4)]
# d_list列表包含20个元素
print(d_list)

上面代码中 x 是遍历 range(5) 的计数器，因此该 x 可迭代 5 次；y 是遍历 range(4) 的计数器，因此该 y 可迭代 4 次。因此，该（x,y）表达式一共会迭代 20 次。

运行上面代码，可以看到如下输出结果：

[(0, 0), (0, 1), (0, 2), (0, 3), (1, 0), (1, 1), (1, 2), (1, 3), (2, 0), (2, 1), (2, 2), (2, 3), (3, 0), (3, 1), (3, 2), (3, 3), (4, 0), (4, 1), (4, 2), (4, 3)]

上面的 for 表达式相当于如下嵌套循环：

dd_list = []
for x in range(5):
    for y in range(4):
        dd_list.append((x, y))

当然，也支持类似于三层嵌套的 for 表达式，例如如下代码：

e_list = [[x, y, z] for x in range(5) for y in range(4) for z in range(6)]
# e_list列表包含120个元素
print(e_list)

对于包含多个循环的 for 表达式，同样可指定 if 条件。假如我们有一个需求：程序要将两个列表中的数值按“能否整除”的关系配对在一起。比如 src_a 列表中包含 30，src_b 列表中包含 5，其中 30 可以整除 5，那么就将 30 和 5 配对在一起。对于上面的需求使用 for 表达式来实现非常简单，例如如下代码：

src_a = [30, 12, 66, 34, 39, 78, 36, 57, 121]
src_b = [3, 5, 7, 11]
# 只要y能整除x，就将它们配对在一起
result = [(x, y) for x in src_b for y in src_a if y % x == 0]
print(result)

运行上面代码，可以看到如下输出结果：

[(3, 30), (3, 12), (3, 66), (3, 39), (3, 78), (3, 36), (3, 57), (5, 30), (11, 66), (11, 121)]