11.7 Списочные выражения

Создание списков

Для того чтобы создать список, состоящий из $10$ нулей, мы можем использовать приведённый ниже код:

zeros = []
for i in range(10):
    zeros.append(0)

В Python, однако, есть более простой и компактный способ для создания такого списка. Мы можем использовать оператор умножения списка на число:

zeros = [0] * 10

Для создания списков, заполненных по более сложным правилам, нам приходится явно использовать цикл for.

Например, для создания списка целых чисел от $0$ до $9$ мы вынуждены писать такой код:

numbers = []
for i in range(10):
    numbers.append(i)

Приведённый выше код хоть и не является сложным, однако достаточно громоздок.

Списочные выражения

В Python есть механизм для создания списков из неповторяющихся элементов. Такой механизм называется списочное выражение (list comprehension).

Предыдущий код можно записать следующим образом:

numbers = [i for i in range(10)]

Общий вид списочного выражения следующий:

[выражение for переменная in последовательность]

где переменная – имя некоторой переменной, последовательность – последовательность значений, которые она принимает (список, строка или объект, полученный при помощи функции range), выражение – некоторое выражение, как правило, зависящее от использованной в списочном выражении переменной, которым будут заполнены элементы списка.

Примеры использования списочных выражений

1. Создать список, заполненный $10$ нулями можно и при помощи списочного выражения:

zeros = [0 for i in range(10)]

2. Создать список, заполненный квадратами целых чисел от $0$ до $9$ можно так:

squares = [i ** 2 for i in range(10)]

3. Создать список, заполненный кубами целых чисел от $10$ до $20$ можно так:

cubes = [i ** 3 for i in range(10, 21)]

4. Создать список, заполненный символами строки:

chars = [c for c in 'abcdefg']
print(chars)

Считывание входных данных

При решении многих задач из предыдущих уроков мы считывали начальные данные (строки, числа) и заполняли ими список. С помощью списочных выражений процесс заполнения списка можно заметно сократить.

Например, если сначала вводится число n – количество строк, а затем на вход поступают сами строки, то создать список можно так:

n = int(input())
lines = [input() for _ in range(n)]

Можно опустить описание переменной n:

lines = [input() for _ in range(int(input()))]

Если требуется считать список чисел, то необходимо добавить преобразование типов:

numbers = [int(input()) for _ in range(int(input()))]

Обратите внимание, мы используем символ _ в качестве имени переменной цикла, поскольку она не используется.

Списочные выражения часто используются для инициализации списков. В Python не принято создавать пустые списки, а затем заполнять их значениями, если можно этого избежать.

Условия в списочном выражении

В списочных выражениях можно использовать условный оператор. Например, если требуется создать список чётных чисел от $0$ до $20$, то мы можем написать такой код:

evens = [i for i in range(21) if i % 2 == 0]

Важно: для того, чтобы получить список, состоящий из четных чисел, лучше использовать функцию range(0, 21, 2). Предыдущий пример приведен для демонстрации возможности использования условий в списочных выражениях.

Вложенные циклы

В списочном выражении можно использовать вложенные циклы.

Приведённый ниже код:

numbers = [i * j for i in range(1, 5) for j in range(2)]
print(numbers)

выводит:

[0, 1, 0, 2, 0, 3, 0, 4]

Приведённый выше код равнозначен следующему:

numbers = []

for i in range(1, 5):
    for j in range(2):
        numbers.append(i * j)
print(numbers)

Подводя итог

Пусть word = 'Hello', numbers = [1, 14, 5, 9, 12], words = ['one', 'two', 'three', 'four', 'five', 'six'].