详解Python列表推导(list comprehension)

本文将介绍列表推导的优势、底层原理和注意事项

• 列表推导的优势
• • 列表推导快速的原因
  • 列表推导的局限

列表推导的优势

列表推导的优势有两点一是语法简洁，例如：

l1 = [i for i in range(10)]
l2 = []
for i in range(10):
    l2.append(i)

print(l1 == l2) # 输出：True
           

上面例子中l1采用列表推导生成，l2使用常规的Python代码生成。生成的列表l1、l2是相同的，但是明显看出l2更”啰嗦“。

第二个优点是快，列表推导要比常规的代码生成列表要快的多，例如：

start = time.time()
l1 = [i for i in range(10000000)]
end = time.time()
print("列表推导式用时：", end - start) # 列表推导式用时： 0.5695033073425293

l2 = []
start = time.time()
for i in range(10000000):
    l2.append(i)
end = time.time()
print("正常写法用时：", end - start) # 正常写法用时： 1.5050091743469238

print(l1 == l2) # 输出：True
           

在博主2017款 mbp Cython 的运行环境下生成一千万元素的列表 列表推导的速度比for 循环的方式要快 2.5 倍左右。

列表推导快速的原因

我用下列代码作为实例：

def A():
    l1 = [i for i in range(10000000)]
    return l1

def B():
    l2 = []
    for i in range(10000000):
        l2.append(i)
    return l2


if __name__ == '__main__':
    import dis
    print("函数A的字节码:")
    dis.dis(A)
    print("函数B的字节码:")
    dis.dis(B)
           

输出如下：

函数A的字节码:
  7           0 LOAD_CONST               1 
              2 LOAD_CONST               2 
              4 MAKE_FUNCTION            0
              6 LOAD_GLOBAL              0 (range)
              8 LOAD_CONST               3 (10000000)
             10 CALL_FUNCTION            1
             12 GET_ITER
             14 CALL_FUNCTION            1
             16 STORE_FAST               0 (l1)

  8          18 LOAD_FAST                0 (l1)
             20 RETURN_VALUE
函数B的字节码:
 11           0 BUILD_LIST               0
              2 STORE_FAST               0 (l2)

 12           4 SETUP_LOOP              26 (to 32)
              6 LOAD_GLOBAL              0 (range)
              8 LOAD_CONST               1 (10000000)
             10 CALL_FUNCTION            1
             12 GET_ITER
        >>   14 FOR_ITER                14 (to 30)
             16 STORE_FAST               1 (i)

 13          18 LOAD_FAST                0 (l2)
             20 LOAD_ATTR                1 (append)
             22 LOAD_FAST                1 (i)
             24 CALL_FUNCTION            1
             26 POP_TOP
             28 JUMP_ABSOLUTE           14
        >>   30 POP_BLOCK

 14     >>   32 LOAD_FAST                0 (l2)
             34 RETURN_VALUE
           

从上图中的字节码可以看出，使用for循环的时候要先声明空列表，之后不断对 i 进行赋值，加载append方法，相比使用列表推导的方式多执行了很多字节码，所以

使用列表推导在解释器层面是做过优化的

，Python官方也推荐这个做法

列表推导的局限

1. 不适合在for 循环中加入过于复杂的逻辑
2. 在Python 2.x 中 列表推导中的变量会泄漏到列表推导之外，但在Python3中列表推导和其他的一些推导具有自己的变量作用域
3. 可读性不高

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