为什么Python要求列表推导中的for子句顺序相反？

Question

看这两个列表推导式，都包含了两个for子句。我们发现，如果for子句的顺序正确，Python会混淆。但如果它们的顺序颠倒了，Python可以处理。为什么呢？

Python 3.2.3 (default, Apr 11 2012, 07:15:24) [MSC v.1500 32 bit (Intel)] on win
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Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> [x + y for x in range(y) for y in range(4)]
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
NameError: name 'y' is not defined
>>> [x + y for y in range(4) for x in range(y)]
[1, 2, 3, 3, 4, 5]
>>>

- Hammerite

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我可以看到这是Python所要求的。我想问的是为什么会是这样。 - Hammerite

我避免使用嵌套的列表推导式，正是因为这个原因... - mgilson

在我看來，在列表理解中使用多個子句是一种不好的形式……这将使得代码难以阅读和维护… - Joran Beasley

delnan，我认为这是错误的方式，因为在单个for子句的情况下，列表推导式是通过将for子句放在推导式主体之后构建的。如果您迭代此构造，则自然会使最外层循环最靠右边。 - Hammerite

@Hammerite 我并不是说你喜欢的顺序没有理由。但是，也有理由采用另一种方式（已经多次给出了一个原因：它与等效的 for: 循环的顺序相匹配）。我对“错误”和“正确”的问题感到困扰。 - user395760

Answer 1

In

[x + y for x in range(y) for y in range(4)]

range(y)中的y在此处是未知的。等同于：

for x in range(y):
    for y in range(4):
        # x + y

更多信息请参见PEP-0202：

- The form [... for x... for y...] nests, with the last index
      varying fastest, just like nested for loops.

- eumiro

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我可以看到那是事实。我的问题是为什么会这样。由于我们将for循环子句附加到右侧，因此“外部”范围（y）在右侧更有意义。 - Hammerite

使用嵌套的for循环比多个for LC更清晰易懂。 - Joran Beasley

除非我错过了什么，否则你的链接再次解释了“是什么”，但没有解释“为什么”。 - Hammerite

Answer 2

这是一个非常好的问题！

答案是这样的，与Python的大多数不同，这些嵌套的推导式是按照解释器想要读取它们的方式编写的，而不是你想要编写它们的方式。

解释器从右到左读取推导式：

[(this is interpreted last) for (this is interpreted first)]

然而，每个子句从左到右读取，在y in range(4) for x in range(y)中，您必须先解释y是什么，然后才能从中range(y)。

这很令人困惑，因为当您考虑推导的嵌套时，您会认为是从右到左。

- salezica

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“从左到右”这种说法并不准确。毕竟，在正确的用法中，即使在for y in range(4)定义之前，y也会出现在x + y中。 - David Robinson

是的，解释器从右到左评估理解 - 就像许多其他语言一样。 - Piotr Hajduga

@DavidRobinson -- 你说得对，但这已经是你能得到的最接近“为什么”问题的答案了。其他的回答/评论在我看来可能就像是“因为它就是这样”的说辞一样。 - mgilson

解释器只会从右到左解释理解。 - martineau

Answer 3

列表推导式最初是作为一种语法糖引入到Python中的，用于简化下面这种形式：

L = []
for innerseq in seq:
    for item in innerseq:
        LOOPS
            if CONDITION:
                L.append(BODY)

这将被转换为：

[BODY for innerseq in seq for item in innerseq LOOPS if CONDITION]

为了使转换更加明显，请注意for表达式和if条件出现的顺序与普通for循环完全相同。这就是列表推导式使用相同顺序的原因。

当您将循环重写为推导式时，唯一改变的是循环体的位置（它移到了前面，您通常会在那里初始化空容器）。循环的其他方面保持完全不变。

您偏好的替代方法（"正确的方式"）似乎都更加令人困惑。要么我们只是颠倒循环的顺序，要么我们反转推导式中每个从句的顺序。即，要么：

[BODY LOOPS[::-1] for item in innerseq for innerseq in seq if CONDITION]

或者

[BODY if CONDITION LOOPS[::-1] for item in innerseq for innerseq in seq]

这两种方法都似乎是一个不必要的复杂转换。

另外请注意，其他语言在列表推导中使用相同的循环顺序。以下是一些Clojure示例：

user=> ; using your suggested "right" order
user=> (for [x (range y) y (range 4)] (+ x y))
CompilerException java.lang.RuntimeException: Unable to resolve symbol: y in this context, compiling:(NO_SOURCE_PATH:1) 
user=> ; you need to use the same "wrong" order as Python
user=> (for [y (range 4) x (range y)] (+ x y))
(1 2 3 3 4 5)

这与Python相同，即使Clojure将推导式的“主体”放在末尾。

如果有帮助，请想象for循环像汽车里程表中的数字一样排列。最右边的循环旋转得最快。

- Francis Avila

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评估顺序相同 - 从左到右。我可以更改Clojure示例以使用定义变量，但这不会改变所展示的原则。 - Francis Avila

你建议反转循环的顺序或每个子句的顺序 - 我认为应该反转for子句的顺序，每个条件都放置在最外层有意义的for子句的右侧。这与数学中的集合构建符号相似：我们写成{P(x) for x in X such that Q(x)}; 我们可以写成{P(x, y) for x in X such that Q(x, y) for y in Y such that R(y)}。 - Hammerite

Python没有数学血统。在大多数编程语言中，变量按照从左到右的顺序在代码读取时进行评估或定义。在语言中具有特定的特殊情况，其中变量的存在顺序与它们被读取的顺序相反，这将是不明智的，特别是对于像Python这样强调可读性和最小惊喜的语言。 - Francis Avila

还可以想象一下，你正在将一个普通的循环重构为列表推导式，或者反过来。如果循环项被反转，这个转换就会变得非常复杂（重新排列子句），而不是只需将主体复制粘贴到新位置并添加一些缩进。 - Francis Avila

顺便提一下，我已经更改了Clojure示例，以展示x和y变量的相互依赖性和创建顺序，这是您原始示例中的情况。 - Francis Avila