Python 列表推导
1.列表推导和for循环的对比：列表推导提供了一种简洁的方式来创建列表，相比于传统的for循环更加简洁高效。例如，使用[letter for letter in 'human']可以轻松创建一个由字符串 'human' 字母组成的列表。
2.列表推导的语法：列表推导的基本语法是[expression for item in list]，可以用于快速处理和修改列表中的元素。这种方法不仅适用于列表，也适用于字符串和元组。
3.列表推导中的条件语句：列表推导支持包含条件语句，例如[x for x in range(20) if x % 2 == 0]，这可以选择性地对列表中的元素进行操作。此外，列表推导还可以嵌套使用，以实现更复杂的数据处理。
列表推导 vs Python 中的 For 循环
假设我们想要分离单词 human 的字母，并将这些字母作为列表的元素。首先想到的可能是使用for 循环。
示例 1：使用 for 循环遍历字符串
h_letters = []
for letter in 'human':
h_letters.append(letter)
print(h_letters)
当我们运行程序时，输出将是：
['h', 'u', 'm', 'a', 'n']
然而，Python 有一种更简便的方法来解决这个问题，即使用列表推导。列表推导是一种基于现有列表定义和创建列表的优雅方式。
让我们看看如何使用列表推导重写上述程序。
示例 2：使用列表推导遍历字符串
h_letters = [ letter for letter in 'human' ]
print(h_letters)
当我们运行程序时，输出将是：
['h', 'u', 'm', 'a', 'n']
在上述示例中，一个新列表被赋值给变量 h_letters，这个列表包含了可迭代字符串 'human' 的元素。我们调用 print() 函数来获取输出。
列表推导的语法
[expression for item in list]
我们现在可以识别出哪里使用了列表推导。
如果您注意到，human 是一个字符串，而不是列表。这就是列表推导的力量。它能识别它接收到的是字符串还是元组，并像处理列表一样处理它们。
您可以使用循环来实现这一点。然而，并非每个循环都可以重写为列表推导。但随着您学习和熟悉列表推导，您会发现自己用这种优雅的语法替换了越来越多的循环。
列表推导 vs Lambda 函数
列表推导并不是处理列表的唯一方式。各种内置函数和 lambda 函数 可以用更少的代码行来创建和修改列表。
示例 3：在列表中使用 Lambda 函数
letters = list(map(lambda x: x, 'human'))
print(letters)
当我们运行程序时，输出将是
['h','u','m','a','n']
然而，列表推导通常比 lambda 函数更易于人类阅读。使用列表推导时，更容易理解程序员想要实现的目标。
列表推导中的条件语句
列表推导可以利用条件语句来修改现有列表（或其他元组）。我们将创建一个使用数学运算符、整数和 range() 的列表。
示例 4：使用 if 与列表推导
number_list = [ x for x in range(20) if x % 2 == 0]
print(number_list)
当我们运行上述程序时，输出将是：
[0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18]
列表 number_list 将由 0-19 范围内的元素填充，如果该元素的值可以被 2 整除。
示例 5：嵌套 IF 与列表推导
num_list = [y for y in range(100) if y % 2 == 0 if y % 5 == 0]
print(num_list)
当我们运行上述程序时，输出将是：
[0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90]
在这里，列表推导会检查：
- y 是否能被 2 整除？
- y 是否能被 5 整除？
如果 y 满足这两个条件，y 将被添加到 num_list 中。
示例 6：在列表推导中使用 if...else
obj = ["Even" if i%2==0 else "Odd" for i in range(10)]
print(obj)
当我们运行上述程序时，输出将会是：
['Even', 'Odd', 'Even', 'Odd', 'Even', 'Odd', 'Even', 'Odd', 'Even', 'Odd']
这里，列表推导会检查从 0 到 9 的 10 个数字。如果 i 能被 2 整除，则 Even 会被添加到 obj 列表中。如果不能，则添加 Odd。
嵌套循环在列表推导中的应用
假设我们需要计算矩阵的转置，这需要嵌套的 for 循环。让我们先看看如何使用普通 for 循环来做。
示例 7：使用嵌套循环进行矩阵转置
transposed = []
matrix = [[1, 2, 3, 4], [4, 5, 6, 8]]
for i in range(len(matrix[0])):
transposed_row = []
for row in matrix:
transposed_row.append(row[i])
transposed.append(transposed_row)
print(transposed)
输出
[[1, 4], [2, 5], [3, 6], [4, 8]]
上述代码使用两个 for 循环来找出矩阵的转置。
我们也可以在列表推导中执行嵌套迭代。在这一节中，我们将使用列表推导中的嵌套循环来找出矩阵的转置。
示例 8：使用列表推导进行矩阵转置
matrix = [[1, 2], [3, 4], [5, 6], [7, 8]]
transpose = [[row[i] for row in matrix] for i in range(2)]
print (transpose)
当我们运行上述程序时，输出将会是：
[[1, 3, 5, 7], [2, 4, 6, 8]]
在上述程序中，我们有一个变量 matrix，它有 4 行和 2 列。我们需要找出矩阵的转置。为此，我们使用了列表推导。
注意： 列表推导中的嵌套循环并不像普通的嵌套循环那样工作。在上述程序中，for i in range(2) 在 row[i] for row in matrix 之前执行。因此，首先为 i 分配一个值，然后由 row[i] 指向的元素被添加到 transpose 变量中。
需要记住的关键 点
- 列表推导是一种优雅的方式，基于现有列表定义和创建列表。
- 通常，列表推导比普通函数和循环更紧凑、更快地创建列表。
- 然而，我们应该避免在一行中编写非常长的列表推导，以确保代码的易用性。
- 记住，每个列表推导都可以用 for 循环重写，但并不是每个 for 循环都可以用列表推导的形式重写。