python列表解析的底层详解

python列表解析的底层详解

python列表解析的底层详解

• • • 1.什么是列表解析
    • 2.为什么要使用列表解析
    • • (1).简洁
      • (2).速度更快
    • 3.怎样使用列表解析
    • • (1). 一维情况
      • (2). 多维情况（以三维为例）
      • (3).列表运算
    • 3.列表解析内存问题

1.什么是列表解析

python列表解析，英文表示 List Comprehensions，就是列表推导的意思，推导出我们想要的列表，它是一种创造列表的方式，常见的用途，创建列表、替代for循环。

2.为什么要使用列表解析 (1).简洁

python的官方文档中，关于介绍列表解析的第一句话就是，

List comprehensions provide a concise way to create lists.
列表解析提供了一种简洁的方式去创建列表。

我们举个例子感受一下：
常规 *** 作：

x = list(range(100))
y = []
for i in x:
    y.append(i**2+i*2+1)

列表解析：

x = list(range(100))
y = [i**2+i*2+1 for i in x]

二维情况：

x = list(range(100))
y = list(range(100))
z = []
for i in x:
    for j in y:
        if(i!=j):
            z.append([i,j])

x = list(range(100))
y = list(range(100))
z = [[i,j] for i in x for j in y if i!=j]

(2).速度更快

当然这种快，不是再任何情况下都更快，在大数据的运算中，列表解析的速度是要比循环的速度更快，
因为列表解析的底层是C语言写的，速度很快，而for循环是在python虚拟机中以步进的方式运行的。
下面举个例子：

import math
import time

start = time.time()
x = list(range(100000000))  #同时读取1亿个数据
y = [i*3+math.sqrt(i)+1 for i in x]
end = time.time()
print(end-start)


start = time.time()
x = list(range(100000000))
y = []
for i in x:
    y.append(i*3+math.sqrt(i)+1)   
end = time.time()

print(end-start)

result：

列表解析的速度大约是for循环的1.5倍。

3.怎样使用列表解析 (1). 一维情况

x = list(range(100))
y = []
for i in x:
    y.append(i**2+i*2+1)

比如上面这个例子，只需要将for循环的整体放入列表解析的方框中，然后在最前面加上循环表达式即可，
公式 ： listComprehension = [ i表达式 for i in 可迭代对象]

(2). 多维情况（以三维为例）

x = list(range(100))
y = list(range(100))
z = list(range(100))
ans = []

for i in x:
    for j in y:
        for k in z:
            ans.append([i,j,k])

ans = [[i,j,k] for i in x for j in y for k in z]

多维情况只需要按顺序写就行。

(3).列表运算

这种情况会经常遇到，比如两个列表，现在需要对应元素相加或者相乘。

sumxy = [i+j for i,j in zip(x,y)] #列表相加
sumxy = [i+j for i,j in zip(x,y)] #列表相乘
sumxyz = [i*j*k for i,j,k in zip(x,y,z) #三个列表相乘] 
# zip函数，可以将多个列表转变为一个zip对象，里面是一组元组。

3.列表解析内存问题

for i in range(9,11):
    a = [i for i in range(i)]   #for循环体和列表解析中的i重名，但此时i只会取到i-1，那解析对循环有影响吗？
    print(i)

上面这个例子，for循环体和列表解析中的i重名，那两者有无影响，这个问题比较有意思，因为range(i)实际数值只会到i-1,所以i会变为i-1,所以按常识来说，最后输出应为，8，9，but：

解析对循环无影响，即使两者的循环变量相同，都是i，因为列表解析中的循环变量存在于一个单独的内存，并在运算完成后删除，换句话说，这个i换成任意标识符都是可以的，不会影响for循环中的i，但在编程中一定要避免这种现象。

在运行列表解析中，循环变量i,并不会存在内存中，因为这个通过c底层执行，与python解释器不在一块，所以这个列表解析的循环变量和for的循环变量不在一个内存中，for中的i只是c运行内存中的输入变量，c内存中的运算并不会改变for中的循环变量值，这就好比局部变量和全局变量，for中的i是全局变量，列表解析中的i循环只是局部变量罢了。