Python 進階之路 (八) 最用心的推導式詳解 (附簡單實戰及原始碼)
什麼是推導式
大家好，今天為大家帶來問我最喜歡的Python推導式使用指南，讓我們先來看看定義~
推導式（comprehensions）是Python的一種獨有特性，推導式是可以從一個數據序列構建另一個新的資料序列的結構體。一般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）
使用推導式可以簡化程式碼的同時提高效率，在我的個人使用場景中，用的最多的還是列表推導式，接下來我會一一介紹這三種常見的推導式，最後通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，讓我們看看使用列表推導式的基礎模板：
- [ expression for item in list if conditional ]
簡單來說，遍歷一個list，得到每一個元素item，我們相對item進行哪些操作，寫在expression裡就可以，如果對篩選有什麼條件，可以放在if後面
下面可以通過大量例項幫助大家理解
使用例項
先看第一個小栗子，在這裡我們用for迴圈常規遍歷一個字串‘human’，把每一字母作為元素放在一個叫h_letters的數組裡面：
h_letters = [] for letter in 'human': h_letters.append(letter) print(h_letters) Out：['h', 'u', 'm', 'a', 'n']
如果我們根據列表推導式的定義模板，可以簡化如下：
h_letters = [ letter for letter in 'human' ] print( h_letters) Out: ['h', 'u', 'm', 'a', 'n']
這樣的話便捷了很多，看上去也很容易理解，這裡我們在expression部分什麼都沒有些，只是提出了每個元素而已，執行時的python執行方式如下：
我們可以在expression的部分進行很多操作，比如:
h_letters = [ letter.upper() for letter in 'human' ] print( h_letters) Out: ['H', 'U', 'M', 'A', 'N']
這樣我們可以很容易的實現字母的大小寫轉化
同樣的，我們可以在if後面寫出篩選條件，比如這裡，我們想要提出從-20 ~ 20中所有能被3整除的正數：
result = [num for num in range(-20,20) if num %3==0 and num > 0] print(result)#多個條件可以用and連線 Out: [3, 6, 9, 12, 15, 18]
列表推導式的實際應用場景十分廣泛，它於lambda不同，是真正好理解，提成效率的python特性之一，這裡相信聰明的你已經想到了更多用法！
字典推導式（dict comprehensions）
模板
讓我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 }
這裡和list有所不同，因位dict裡面有兩個關鍵的屬性，key和value，大同小異，我們現在的expression部分可以同時對key和value進行操作
下面來看最常見的應用
使用例項
首先最實用的功能莫過於可以實現一個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的值即可
print(person_reverse)
Out: {'xiaobai': 'name', 'paris': 'city'}
這裡就非常方便了用字典推導式，不然的話只能用for迴圈，會稍微麻煩一些。
讓我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}
這裡使用的就比較靈活，我們有一個數據，key是字母的大小寫混在一起，我們想統計同一個key（大小寫都包括）所對應的數字出現總和，所以在新建的num_frequency 字典用使用了推導式，這裡我們遍歷的是dict.keys()
配合dict.get()方法
再比如下面的例子：
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}
我們有一個fruit的list，現在想要得到每一種水果的單詞長度，就可以通過圖中所示的方法實現，非常容易
最後再來看一個字典推導式配合列舉（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}
還是用剛才的list，這次我們得到的key是fruit的每個元素，value則是該元素在fruit所屬的index
集合推導式（Set comprehensions）
模板
讓我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，但是既然是結合，肯定會配合利用Set的屬性來實現我們的目的，如果你還對Set這種資料結構不夠了解，可以參考我之前的文章： Python 進階之路 (四) 先立Flag, 社群最全的Set用法集錦
下面來看最常見的應用
使用例項
首先，我們來看一個根據Set值唯一的特性的例子，我們有一個list叫names，用來儲存名字，其中的資料很不規範，有大寫，小寫，還有重複的，我們想要去重並把名字的格式統一為首字母大寫，實現方法便是用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'}
這裡就不再舉很多的其他例子了，因為使用的方式多種多樣，剩下的就靠廣大人民群眾的智慧自行開發即可！
簡單實戰
現在讓我們來看一個比較綜合的例子！我們現在手裡有一個英文字典的dictionary.txt檔案，包含從A~Z的單詞
具體需求：我們想要找到長度大於5的正反拼寫都具有實際含義的單詞
我們現在會通過各種推導式來實現這個目標，我會在文章最後把txt檔案及Python檔案下載連結附上，這樣大家如果先要練習可以自行下載
首先，我們的初始目錄結構如下：
這裡我新建了一個test資料夾，把dictionary.txt 檔案和python檔案放在一起方便讀取，開始之前，先大概看下txt檔案長什麼樣子：
第一步：讀取dictionary.txt中的單詞，選出長度大於5的
import os
print(os.getcwd())
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 ]
這裡通過列表推導式words_over_five_letters 用來儲存所有長度大於5的單詞
第二步：將上一步選出的單詞全部倒序存貯
reversed_words ={
word[::-1]
for word in words_over_five_letters
}
通過set推導式非常容易的實現
第三步：通過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
這裡最後共有203個結果，我們只看了前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即可
完整程式碼如下：
import os
print(os.getcwd())
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
總結
這次為大家總結了python裡面常見的三種推導式相關用法以及最後的小實戰環節，希望大家喜歡，雙擊666點個贊吧！！