Python趣味入门10:推倒繁琐化烦为简的推导式

前言

《西部世界》的德洛丽丝进入了MAZE迷宫，假设她需要列出一系列的平方数作为密码，来进入迷宫。在以往的代码生成类似的数列需要使用循环语句，写多行语句。Python有了推导式，只需要1句就足够了，下面介绍本篇的主角。

本篇的主角是推导式comprehensions（又称解析式），是Python的大杀器之一。推导式是可以从某组数据序列构建另一个组的数据序列的方式。 Python的每一种集合形式的数据结构，都对应有推导式，总共有3种形式：

列表(list)推导式
字典(dict)推导式
集合(set)推导式

1、推导式的形式

下面推导式可以形成0至9当中偶数的平方数，即：[0，4，16，36，64]，其中红色的部分是每一个推导式必须不变的。

① 与结尾是成对的中括号[]表式这是一个生成列表的推导式，我们可以使用{}来表示字典和集合。当然如果是字典，②的部分就必须要有冒号：。

② 集合中元素的表达式。当前表达式表示生成的列表中的元素是变量的平方数，这部分的变量名称必须在④部分出现。

③⑤ 红色部分，for…in…表示循环，这是推导式必须的。③是定义的变量名称，表示in后④的每一个元素。

④定义变量，表示⑥集合中的每一个元素。

⑥现成的集合变量，或是现有的集合元素。

⑦筛选条件：可以省略不写，如上式条件为x%2==0，即意味着只有当x满足偶数的情况下才会加入②部分的表达式运算并把结果加入集合，如果x不满足这个条件那么就跳过。我们在终端命令行中，输入上述表达式，看看：

>>> [   x**2  for    x    in   range(10)   if x%2==0]

[0, 4, 16, 36, 64]

>>>

2、生成器()

我们把最外的括号换成圆括号，就可以形成生成器generator，生成器不会立即计算结果，只在需要的时候生成结果，有利于优化运算节省内存。

如下的代码可以计算半径1-10的圆面积，每一个元素包括一个关键字为关径，值为面积的字典类型，如果使用生成器我们就要使用另一个for...in语句来调用它。

1 #生成器示例

2 gen = ({x:x**2* 3.14159} for x in range(1,10))

3 print(gen) #看看是不是有结果

4 for g in gen:

5     print(g)

运行的结果如下所示：

<generator object <genexpr> at 0x10e0c4200>

{1: 3.14159}

{2: 12.56636}

{3: 28.27431}

{4: 50.26544}

{5: 78.53975}

{6: 113.09724}

{7: 153.93791}

{8: 201.06176}

{9: 254.46878999999998}

如上所示第一行显示不出任何结果，只是告诉您它是一个生成器对象。

3、推导式与交互使用

推导式本质上还是循环，它可以和任何语句搭配使用，在西部世界中，提洛公司Delos在每次“游戏”结束后都要录入5个清除记忆的host接待者的姓名，这个名单录入功能使用了推导式之后，会非常简单。

print(['%d.%s'%(x,input()) for x in range(1,6)])


这个语句运行只后，系统会等待您输入5个姓名，并且加上序号打印出来，运行的结果如下：

Dolores

Bernard

Maeve

Teddy

Grace

['1.Dolores', '2.Bernard', '3.Maeve', '4.Teddy', '5.Grace']

上面的Dolores，Bernard ，Maeve ，Teddy 和Grace五个人的姓名是键盘输入进去的，最后一行是代码打印出来。

4、推导式的嵌套

既然说到神奇的推倒式，本篇继续再推倒一个嵌套难题。

听好了：如何1行语句列出2-100的质数？使用其它任何语言这是不可能的任务。

在解决这个问题之前，我们分2步走，先看看如何判断一个质数，即没有因子的数。

（1）我们先使用推导式把该数的因子列出来，假设这个数是M。如下的程序，就可以完成这个任务。

M=int(input())

print([ x for x in range(2,M) if M%x ==0])

我们试试看输入100的结果是什么？列出了所有100的因子。

[2, 4, 5, 10, 20, 25, 50]

（2）下面我们再把M扩展到2-100的循环，分析上一步的结果，其实是整个质数的判断条件，如果M是质数那么这个列表一定是空的。所以下面我们把上面的式子放在外循环的条件中就行了。

print([M for M in range(2,100) if not [ x for x in range(2,M) if M%x ==0] ])


运行之后的结果如下图：

[2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97]

推导式还有很多神奇的应用，就不一一列举了。

紧跟小牛步的脚步，学习Python有趣不掉队。