[Python基礎]串列運算式（List Comprehension）

[Python基礎]Lambda匿名函式

上一篇談論到Lambda匿名函式，跟串列運算式一樣都是可以創立新的列表，我個人是覺得會比map與filter結合Lambda匿名函式，來得簡單易讀，但還是因人而異，看所在的群組對哪個接受度較高，就用哪個吧。

本文將介紹串列運算式的應用，同樣的功能也用Lambda匿名函式的方法呈現，比較其差異性，看大家對哪一個接受度較高。

串列運算式（List Comprehension）

常見的應用是基於一個序列或 iterable（可疊代物件），將每一個元素經過某個運算的結果串接起來成為新的 list。

語法

new_list = [expression for item in iterable if condition]

expression: 評估為新列表的每個元素的運算式。

item: 可迭代對象（例如列表、元組、字典的鍵或值等）中的每個元素。

iterable: 可迭代對象，提供要遍歷的元素。

condition（可有可無）: 一個條件，只有當條件為真時，expression 才會被應用。

程式範例

1. 基本的串列運算式：

for迴圈取出numbers每個元素，代入到x這個變數，在執行x**2這個運算式，將結果回傳收集起來並產新的列表來儲存這些結果。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squared = [x**2 for x in numbers]
# 輸出: [1, 4, 9, 16, 25]

• for x in numbers: 使用 for 迴圈遍歷 numbers 列表中的每個元素，用 x 來表示當前元素。
• x**2: 對每個 x 的值計算平方。
• 整個表達式 [x**2 for x in numbers] 表示將每個 x 的平方結果收集起來，形成一個新的列表。

這個串列運算式可以用一般的 for 迴圈表示如下:

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squared = []

for x in numbers:
    squared.append(x**2)

# 輸出: [1, 4, 9, 16, 25]
print(squared)

用lambda 函式 + Map函式來表示如下：

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squared = list(map(lambda x: x**2, numbers))
print(squared)  # 輸出: [1, 4, 9, 16, 25]

2. 使用條件過濾元素：

串列運算式表示如下：

for迴圈取出numbers每個元素，代入到x這個變數，判斷x餘除為0，在執行x**2這個運算式，將結果回傳收集起來並產新的列表來儲存[4, 16]這個結果。

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
even_squares = [x**2 for x in numbers if x % 2 == 0]
# 輸出: [4, 16]

• for x in numbers: 使用 for 迴圈遍歷 numbers 列表中的每個元素，用 x 來表示當前元素。
• if x % 2 == 0: 使用 if 條件篩選，只有當 x 是偶數時，才進行後續的操作。
• x**2: 對每個滿足條件的 x 的值計算平方。
• 整個表達式 [x**2 for x in numbers if x % 2 == 0] 表示將每個滿足條件的 x 的平方結果收集起來，形成一個新的列表。

一般的 for 迴圈表示如下:

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
even_squares = []
for x in numbers:
    if x % 2 == 0:
        even_squares.append(x**2)

print(even_squares)
# 輸出: [4, 16]

用lambda 函式 +map與filter函式來表示如下：

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

# 定義匿名函式
square = lambda x: x**2

# 使用 map 函數應用匿名函式
even_squares = list(map(square, filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers)))

# 輸出: [4, 16]
print(even_squares)

相較起來串列運算式是不是簡潔許多

串列運算式也支援多層迴圈，但多層迴圈在加條件式會讓別人不易理解，故建議不要使用，用以下範例來說明此現象。

x 和 y 的乘積，並僅包含乘積為偶數的元素

串列運算式表示：

# 生成二維列表，其中包含所有 x 和 y 的乘積，並僅包含乘積為偶數的元素
result = [(x, y, x * y) for x in range(1, 4) for y in range(1, 4) if x * y % 2 == 0]

# 輸出: [(1, 2, 2), (1, 4, 4), (2, 2, 4), (2, 4, 8), (3, 2, 6), (3, 4, 12)]
print(result)

一般的 for 迴圈表示如下:

result = []

for x in range(1, 4):
    for y in range(1, 4):
        if x * y % 2 == 0:
            result.append((x, y, x * y))

print(result)
# 輸出: [(1, 2, 2), (1, 4, 4), (2, 2, 4), (2, 4, 8), (3, 2, 6), (3, 4, 12)]

這樣看起來在比較複雜的情況下就不建議用串列運算式來表示了，用一般的for迴圈加if比較好閱讀程式碼，超過兩層以上的運算式，就建議用一般for迴圈來表示吧。

總結

1. 串列運算式：
2. • 串列運算式提供了一種簡潔的語法，用於創建、轉換和過濾列表。
   • 可以包含多層迴圈和條件語句，以生成複雜的列表。
   • 生成複雜的列表就交給一般for迴圈來表示吧。
2. lambda 函式：
3. • lambda 函式用於創建匿名函式，通常用於簡單的操作。
   • 常與函數式編程中的函數（例如 map、filter）一起使用。

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