2.4 高效的推导式

前面我们详细介绍了for循环的操作细节。其实，还有一个“精简”版的for循环，称为推导式（comprehensions，又称解析式），它是Python中的一种独有特性。它能够非常简洁地按照某种规则，以一个数据序列（如列表、字典和集合等）为基础，推导出另一个新的数据序列。

推导式共有三种类型，分别是列表推导式、字典推导式和集合推导式。下面我们分别给予简单介绍。

2.4.1 列表推导式

列表推导式的语法形式非常简单，如下所示。

最外层的方括号是列表的标志性身份，它表明这个表达式的结果是生成一个列表，故称列表推导式（list comprehensions）。在功能上，方括号内描述的列表推导式相当于一个循环，只不过形式更加简洁罢了。图2-14给出了代码说明。

下面，我们再用几个示例来说明列表推导式的强大功能。

1．过滤原始序列中不符合条件的元素

在列表推导式中，我们可以通过if语句的逻辑判断，筛选符合条件的元素。例如，如果我们想把一个列表中的整数提取出来，并做平方处理，可以通过如图2-15所示的方法来实现。

2．使用列表推导式实现嵌套列表的平铺

在前面的列表推导式例子里，我们仅使用一层for循环来产生新的列表。事实上，我们也可以使用两层for循环。下面的代码就是利用两层for循环将嵌套列表平铺成一个列表的示例。

这个列表推导式中包括两个for循环，其中，第一个for循环可视为外循环，第二个循环可视为内循环。外循环每读取一个元素（某个内部列表元素，如[1,2,3]），内循环要遍历列表元素中的三个子元素（如1、2、3）。很显然，外循环跑得慢，而内循环跑得快。方括号最前方的那个num，就是所谓的输出表达式，虽然它看起来就是一个变量模样。

3．多条件组合构造特定列表

如前所述，列表推导式包含一对括号，在括号中有一个输出表达式，表达式后面紧跟一条for语句，然后是0条或多条for语句、if语句，通过各种组合，能够构造出各类高阶列表。例如，下面的列表推导式将两个不同列表中的元素整合到了一起。

需要注意的是，如果表达式是一个元组，如In [12]处的(x,y)，那么必须得给它加上括号。

通过前面的讲解，我们知道，在In [12]处的一条语句，相当于两个嵌套的for循环，内循环中添加了一个if语句，与其等价的常规for循环代码如下所示。

对比上述两段功能相同的程序，我们要注意两点：第一，在列表推导式所表征的代码中，for和if等逻辑控制关键词出现的顺序，与常规代码中for和if等关键词出现的顺序是相同的；第二，列表推导式的代码是简单的，但等价的常规代码可读性更强，具体哪种更好，仁者见仁，智者见智。

2.4.2 字典推导式

字典推导式和列表推导式的使用方法比较类似，不过是把列表的标志——一对方括号[]，变更为字典的标记——一对花括号{}。举例说明，下面代码的功能是交换原有字典的键和值。

上述代码的In [2]处使用了字典的items()方法，它会返回一个支持遍历操作的列表，列表中是诸如(键0，值0)、(键1，值2)这样的小元组。

2.4.3 集合推导式

集合推导式和字典推导式非常类似，它们都有一个核心标志——一对花括号。但有所不同的是，字典内的元素需要以“键/值对”的形式出现，这里冒号为“键”和“值”的分隔符。而集合则不需要这个冒号，且集合内的元素是不能重复的。换句话说，集合推导式和字典推导式的差别，就是集合和字典之间的差别。示例代码如下。

在上述代码的In [1]处，由于1和-1的平方都是1，2和-2的平方都是4，它们都是集合的元素，而集合的眼中容不下相同的元素，所以两个1和两个4，都分别保留了一个。经过这个操作，集合推导式实际实现了元素去重的效果。