Руководство по использованию list comprehension

У каждого языка программирования есть свои особенности и преимущества. Одна из культовых фишек Python — list comprehension (редко переводится на русский, но можно использовать определение «генератора списка»). Comprehension легко читать, и их используют как начинающие, так и опытные разработчики.

List comprehension — это упрощенный подход к созданию списка, который задействует цикл for, а также инструкции if-else для определения того, что в итоге окажется в финальном списке.

Преимущества list comprehension

У list comprehension есть три основных преимущества.

1. Простота. List comprehension позволяют избавиться от циклов for, а также делают код более понятным. В JavaScript, например, есть нечто похожее в виде map() и filter(), но новичками они воспринимаются сложнее.
2. Скорость. List comprehension быстрее for-циклов, которые он и заменяет. Это один из первых пунктов при рефакторинге Python-кода.
3. Принципы функционального программирования. Это не так важно для начинающих, но функциональное программирование — это подход, при котором изменяемые данные не меняются. Поскольку list comprehensions создают новый список, не меняя существующий, их можно отнести к функциональному программированию.

Создание первого list comprehension

List comprehension записывается в квадратных скобках и задействует цикл for. В процессе создается новый список, куда добавляются все элементы оригинального. По мере добавления элементов их можно изменять.

Для начала возьмем простейший пример: создадим список из цифр от 1 до 5, используя функцию range().

>>> nums = [n for n in range(1,6)]
>>> print(nums)
[1, 2, 3, 4, 5]

В этом примере каждое значение диапазона присваивается переменной n. Каждое значение возвращается неизменным и добавляется в новый список. Это — та самая n перед циклом for.

В качестве итерируемого объекта не обязательно должна быть функция range(). Это может быть любое итерируемое значение.

List comprehension с изменением

Теперь пойдем чуть дальше и добавим изменение для каждого значения в цикле.

>>> nums = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> squares = [n*n for n in nums]
>>> print(squares) 
[1, 4, 9, 16, 25]

В этом примере два изменения по сравнению с прошлым кодом. Во-первых, в качестве источника используется уже существующий список. Во-вторых, list comprehension создает список, где каждое значение — это возведенное в квадрат значения оригинального списка.

List comprehension с if

Теперь добавим проверку с помощью if, чтобы не добавлять все значения.

>>> nums = [1, 2, 3, 4, 5]
>>> odd_squares = [n*n for n in nums if n%2 == 1]
>>> print(odd_squares)
[1, 9, 25]

Инструкция if идет после цикла — в данном случае порядок играет роль.

List comprehension с вложенным циклом for

В последнем примере рассмотрим пример со вложенным циклом for.

>>> matrix = [[x for x in range(1, 4)] for y in range(1, 4)]
>>> print(matrix)
[[1, 2, 3], [1, 2, 3], [1, 2, 3]]

Может показаться, что здесь все стало чуть сложнее. Но достаточно разбить код на несколько строк, чтобы увидеть, что нет ничего особенного.

matrix = [
    [x for x in range(1, 4)]
    for y in range(1, 4)
]
print(matrix)

Последний пример. Создадим список дней рождения из списка словарей. Для этого используем знакомые тактики.

people = [{
  "first_name": "Василий",
  "last_name": "Марков",
  "birthday": "9/25/1984"
}, {
  "first_name": "Регина",
  "last_name": "Павленко",
  "birthday": "8/21/1995"
}]

birthdays = [
  person[term]
  for person in people
  for term in person
  if term == "birthday"
]

print(birthdays)

В этом примере мы сперва перебираем people, присваивая каждый словарь person. После этого перебираем каждый идентификатор в словаре, присваивая ключи term. Если значение term равно birthday, то значение person[term] добавляет в list comprehension.

['9/25/1984', '8/21/1995']

Теперь можете попробовать поработать с list comprehension на собственных примерах. Это сделает код более быстрым и компактным.