【Python】进阶学习：列表推导式如何使用两个for循环-Toy模板网

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【Python】进阶学习：列表推导式如何使用两个for循环

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🚀一、引言

Python的列表推导式（List Comprehension）是一种强大而简洁的工具，它可以用来创建列表。通常，我们可能只使用一个for循环来创建列表，但Python也允许我们在列表推导式中使用两个或更多的for循环。本文将通过通俗易懂的方式，讲解如何在列表推导式中使用两个for循环，并通过实例举一反三，让你看完受益良多。

🔍二、一个for循环的列表推导式

在开始讨论两个for循环的列表推导式之前，我们先回顾一下一个for循环的列表推导式。其基本语法如下：

[expression for item in iterable]

这里的expression是对item的某种操作，item是从iterable（可迭代对象，如列表、元组、集合、字符串、字典等）中取出的每个元素。

举个例子，假设我们有一个数字列表，想要生成一个新列表，其中的元素是原列表中每个数字的平方：

numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
squares = [x**2 for x in numbers]
print(squares)  # 输出: [1, 4, 9, 16, 25]

🔄三、两个for循环的列表推导式

现在，我们来看如何使用两个for循环在列表推导式中。其基本语法如下：

[expression for item1 in iterable1 for item2 in iterable2]

这种结构会首先遍历iterable1中的每一个item1，然后对于每一个item1，它都会遍历iterable2中的每一个item2。expression则是对item1和item2的某种操作。

假设我们有两个列表，一个是颜色列表，另一个是大小列表。我们想要生成一个新的列表，其中的元素是每种颜色和大小的组合：

colors = ['red', 'green', 'blue']
sizes = ['small', 'medium', 'large']

# 使用两个for循环的列表推导式
combinations = [(color, size) for color in colors for size in sizes]
print(combinations)  # 输出: [('red', 'small'), ('red', 'medium'), ('red', 'large'), ('green', 'small'), ('green', 'medium'), ('green', 'large'), ('blue', 'small'), ('blue', 'medium'), ('blue', 'large')]

这个列表推导式会首先遍历colors列表中的每个颜色，然后在内部循环中遍历sizes列表中的每个大小，生成一个元组(color, size)，并添加到新列表中。

🌈四、列表推导式的嵌套循环与普通循环的对比

为了更好地理解列表推导式中的嵌套循环，我们可以将其与普通的嵌套循环进行比较。以下是一个普通嵌套循环的例子，它实现了与上面列表推导式相同的功能：

colors = ['red', 'green', 'blue']
sizes = ['small', 'medium', 'large']

combinations_normal = []
for color in colors:
    for size in sizes:
        combinations_normal.append((color, size))

print(combinations_normal)  # 输出与列表推导式相同

虽然这两种方式都能达到同样的效果，但列表推导式的语法更简洁，更易于阅读和理解。

🎯五、列表推导式中的条件表达式

除了基本的操作外，我们还可以在列表推导式中加入条件表达式，进一步筛选结果。条件表达式使用if关键字，并放在for循环之后。

假设我们只想获取大小为’medium’的颜色组合：

colors = ['red', 'green', 'blue']
sizes = ['small', 'medium', 'large']

medium_combinations = [(color, size) for color in colors for size in sizes if size == 'medium']
print(medium_combinations)  # 输出: [('red', 'medium'), ('green', 'medium'), ('blue', 'medium')]

这里，if size == 'medium'是一个条件表达式，它确保只有当size为’medium’时，对应的(color, size)元组才会被添加到新列表中。

🔀六、举一反三：更多应用场景

列表推导式不仅限于生成元组列表，它还可以用来生成任何类型的列表，包括数字列表、字符串列表、字典列表等。下面再举几个例子：

生成字典列表

keys = ['a', 'b', 'c']
values = [1, 2, 3]

# 使用zip函数和列表推导式生成字典列表
dict_list = [{k: v} for k, v in zip(keys, values)]
print(dict_list)  # 输出: [{'a': 1}, {'b': 2}, {'c': 3}]

生成字符串列表

words = ['hello', 'world', 'python']

# 将每个单词转换为大写，并生成字符串列表
uppercase_words = [word.upper() for word in words]
print(uppercase_words)  # 输出: ['HELLO', 'WORLD', 'PYTHON']

生成列表的列表（二维列表）

rows = 3
cols = 4

# 生成一个3x4的二维列表，初始值都是0
matrix = [[0 for _ in range(cols)] for _ in range(rows)]
print(matrix)  # 输出: [[0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0]]

使用列表推导式进行数值计算

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

# 计算列表中每个数字的平方根（使用math库）
import math
square_roots = [math.sqrt(num) for num in numbers]
print(square_roots)  # 输出: [1.0, 1.4142135623730951, 1.7320508075688772, 2.0, 2.23606797749979]