理解 Python 的串列推導式（List Comprehension）

Python 的串列推導式（List Comprehension）是一種簡潔而強大的語法工具，用於從現有資料中快速生成新的串列。

它的設計靈感類似於 JavaScript 的 map 和 filter 方法的結合體，不僅能進行資料轉換，還能輕鬆篩選元素。

本文將詳細介紹串列推導式的用途及其靈活應用。

串列推導式的用途與基本語法

串列推導式的基本用途

串列推導式主要用於資料轉換，因此它必須基於一個資料來源，例如範圍（range）、已存在的串列等。

它的語法如下：

result = [表達式 for 元素 in 資料來源]

• 表達式：定義如何轉換每個元素。
• 資料來源：用於提供資料的可迭代物件（如 range、串列等）。

範例：生成數字串列

使用串列推導式生成一個包含 1 到 5 的數字串列：

result = [i for i in range(1, 6)]
print(result)  # 輸出 [1, 2, 3, 4, 5]

此範例中，i 是來自 range(1, 6) 的每個數字，串列推導式將其逐一收集到新的串列中。

添加條件篩選（使用 if）

在串列推導式中，可以通過添加 if 條件篩選出符合要求的元素。

例如，只生成 1 到 5 中的奇數：

result = [i for i in range(1, 6) if i % 2 != 0]
print(result)  # 輸出 [1, 3, 5]

• 條件篩選：if i % 2 != 0 過濾掉偶數，只保留奇數。

串列推導式的靈活應用

結合多種操作

串列推導式不僅可以篩選元素，還可以在轉換的同時進行後續的應用。

例如，將符合條件的元素進行平方運算：

result = [i**2 for i in range(1, 6) if i % 2 != 0]
print(result)  # 輸出 [1, 9, 25]

這裡，i**2 將篩選出的奇數進一步轉換為平方後收集到新的串列中。

收集操作作為後續應用的基礎

串列推導式的設計還能幫助開發者將某些操作整合成一個步驟，為後續應用提供基礎。

例如：

filtered_data = [i for i in range(1, 6) if i % 2 != 0]
result = [x * 2 for x in filtered_data]
print(result)  # 輸出 [2, 6, 10]

此例中，我們將篩選出的奇數存放於 filtered_data，並在後續應用中進一步轉換。

串列推導式與 JavaScript 的對比

Python 的串列推導式與 JavaScript 中的 map 和 filter 方法有相似之處，但更加緊湊。

以下是一個等價範例：

JavaScript 的 map 與 filter：

const result = [1, 2, 3, 4, 5].filter(x => x % 2 !== 0).map(x => x * 2);
console.log(result);  // 輸出 [2, 6, 10]

Python 的串列推導式：

result = [x * 2 for x in range(1, 6) if x % 2 != 0]
print(result)  # 輸出 [2, 6, 10]

可以看出，Python 的語法更加簡潔，將篩選與轉換整合在一個步驟中完成。

結語

Python 的串列推導式是一種功能強大且簡潔的工具，能夠高效地進行資料轉換與篩選。

相比於其他語言的類似功能，串列推導式的語法更加直觀，適合處理簡單到中等複雜度的資料操作。

在實際應用中，通過靈活組合條件與操作，我們可以快速實現清晰、高效的數據處理邏輯。