Python列表推导式：嵌套用法详解
- 1. 什么是列表推导式？
- 举个例子：
- 2. 什么是嵌套列表推导式？
- 举个例子：
- 3. 嵌套列表推导式的语法
- 再来一个例子：
- 4. 嵌套列表推导式的高级用法
- 4.1 生成矩阵
- 4.2 过滤嵌套列表
- 4.3 生成笛卡尔积
- 5. 嵌套列表推导式的使用场景
- 5.1 处理多维数据
- 5.2 生成复杂的数据结构
- 5.3 数据清洗和转换
- 6. 总结
大家好！今天我们来深入探讨Python中的列表推导式（List Comprehension），特别是它的嵌套用法。无论你是刚刚开始学习Python的小学生，还是已经入门但想进一步提升的初级程序员，嵌套列表推导式都是一个非常实用的技能。它可以让你的代码更简洁、更高效，同时也能处理更复杂的数据结构。
1. 什么是列表推导式？
在开始之前，我们先简单回顾一下什么是列表推导式。列表推导式是一种用一行代码生成列表的方法，它比传统的for循环更简洁。
举个例子：
假设我们想创建一个包含1到5的数字的列表：
numbers = [i for i in range(1, 6)]
print(numbers)
输出结果是：
[1, 2, 3, 4, 5]
是不是很简单？接下来，我们重点学习嵌套列表推导式。
2. 什么是嵌套列表推导式？
嵌套列表推导式是指在列表推导式中嵌套使用for循环。它可以用来处理多维数据结构，比如二维列表、矩阵等。嵌套列表推导式可以让代码更简洁，同时也能处理更复杂的数据生成和转换。
举个例子：
假设我们想创建一个包含1到3的数字的二维列表，每个子列表包含1到3的数字：
nested_list = [[i, j] for i in range(1, 4) for j in range(1, 4)]
print(nested_list)
输出结果是：
[[1, 1], [1, 2], [1, 3], [2, 1], [2, 2], [2, 3], [3, 1], [3, 2], [3, 3]]
在这个例子中，我们使用了两个for循环来生成一个二维列表。每个i和j的组合都被添加到列表中。
3. 嵌套列表推导式的语法
嵌套列表推导式的语法非常简单：
[表达式 for 外层元素 in 外层可迭代对象 for 内层元素 in 内层可迭代对象]
- 表达式：这是你想要添加到列表中的内容。
- 外层元素：这是外层
for循环中使用的变量名。 - 内层元素：这是内层
for循环中使用的变量名。 - 外层可迭代对象和内层可迭代对象：这是你想要遍历的对象，比如列表、字符串、范围（
range）等。
再来一个例子：
假设我们想创建一个包含所有可能的两位数组合的列表：
combinations = [(i, j) for i in range(1, 4) for j in range(1, 4)]
print(combinations)
输出结果是：
[(1, 1), (1, 2), (1, 3), (2, 1), (2, 2), (2, 3), (3, 1), (3, 2), (3, 3)]
4. 嵌套列表推导式的高级用法
4.1 生成矩阵
嵌套列表推导式非常适合用来生成矩阵。比如，我们想创建一个3x3的矩阵，每个元素的值是它的行号和列号的乘积：
matrix = [[i * j for j in range(1, 4)] for i in range(1, 4)]
print(matrix)
输出结果是：
[[1, 2, 3], [2, 4, 6], [3, 6, 9]]
在这个例子中，外层循环控制行，内层循环控制列，生成了一个3x3的矩阵。
4.2 过滤嵌套列表
嵌套列表推导式还可以用来过滤嵌套结构中的元素。比如，我们有一个二维列表，我们只想保留其中大于5的元素：
nested_list = [[1, 4, 6], [2, 8, 3], [9, 0, 5]]
filtered_list = [[num for num in sublist if num > 5] for sublist in nested_list]
print(filtered_list)
输出结果是：
[[6], [8], [9]]
4.3 生成笛卡尔积
嵌套列表推导式还可以用来生成两个列表的笛卡尔积。比如，我们有两个列表[1, 2, 3]和['a', 'b', 'c']，我们想生成所有可能的组合：
cartesian_product = [(x, y) for x in [1, 2, 3] for y in ['a', 'b', 'c']]
print(cartesian_product)
输出结果是：
[(1, 'a'), (1, 'b'), (1, 'c'), (2, 'a'), (2, 'b'), (2, 'c'), (3, 'a'), (3, 'b'), (3, 'c')]
5. 嵌套列表推导式的使用场景
5.1 处理多维数据
当你需要处理多维数据（比如矩阵、表格）时，嵌套列表推导式是一个非常方便的工具。它可以让你快速生成、转换或过滤多维数据。
5.2 生成复杂的数据结构
当你需要生成复杂的数据结构（比如笛卡尔积、组合）时，嵌套列表推导式可以让你的代码更简洁、更高效。
5.3 数据清洗和转换
当你需要对嵌套数据进行清洗或转换时，嵌套列表推导式也非常有用。比如，将一个二维列表中的所有字符串转换为大写：
nested_strings = [["apple", "banana"], ["cherry", "date"]]
uppercase_strings = [[word.upper() for word in sublist] for sublist in nested_strings]
print(uppercase_strings)
输出结果是：
[['APPLE', 'BANANA'], ['CHERRY', 'DATE']]
6. 总结
嵌套列表推导式是Python中一个非常强大且简洁的工具，它可以帮助我们快速生成多维数据、处理复杂的数据结构、过滤嵌套数据等。无论你是初学者还是已经有一定经验的程序员，掌握嵌套列表推导式都能让你的代码更简洁、更高效。
希望这篇文章能帮助你理解并掌握嵌套列表推导式的用法。如果你有任何问题或想了解更多，欢迎在评论区留言！
Happy Coding! 🚀
