Python列表推导式双重循环

Question

vec = [[1,2,3], [4,5,6], [7,8,9]]
print [num for elem in vec for num in elem]      <----- this

>>> [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

这让我感到困惑。
我理解for elem in vic中的elem是列表中的列表。
但我不太明白一开始和结尾处的num和for num in elem的用法。

Python如何解释这个代码？
它的执行顺序是怎样的？

- ealeon

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可能是列表推导中的双重迭代的重复问题。 - Inbar Rose

@Inbar，那个不是很好的副本目标，因为它未能解释Python如何解释嵌套循环的顺序。 - Martijn Pieters

相关/可能重复：嵌套列表理解 - Martijn Pieters

Answer 1

让我们来分解一下。

一个简单的列表推导式：

[x for x in collection]

如果我们将其分解成几个部分，就容易理解了：[A for B in C]

• A是结果列表中的项
• B是集合C中的每一项
• C是集合本身。

通过这种方式，可以编写如下代码：

[x.lower() for x in words]

为了将列表中的所有单词转换为小写。

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当我们将其与另一个列表合并时，情况会变得更加复杂，如下所示：

[x for y in collection for x in y] # [A for B in C for D in E]

在这里，有些特别的事情发生了。我们希望最终列表包括A项，而A项在B项中找到，因此我们需要告诉列表推导式。

• A是将出现在结果列表中的项
• B是集合C中的每个项
• C是集合本身
• D是集合E中的每个项（在这种情况下也是A）
• E是另一个集合（在这种情况下为B）

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这个逻辑类似于常规的for循环：

for y in collection:     #      for B in C:
    for x in y:          #          for D in E: (in this case: for A in B)
        # receive x      #              # receive A

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为了更好地解释并给出一个很好的例子+解释，想象一下有一辆火车。

火车头（前面）永远会存在（列表推导式的结果）

然后，有任意数量的火车车厢，每个火车车厢都采用以下形式：for x in y

列表推导式可能是这样的：

[z for b in a for c in b for d in c ... for z in y]

这就像是有一个常规的 for 循环：

for b in a:
    for c in b:
        for d in c:
            ...
                for z in y:
                    # have z

换句话说，在列表推导式中，不需要换行和缩进，只需将下一个循环添加到末尾。

回到列车类比：

Engine - Car - Car - Car ... Tail

什么是“Tail”？在列表推导式中，“Tail”是一种特殊的东西。你不需要一个，“Tail”是一个条件。看这个例子：

[line for line in file if not line.startswith('#')] 

只要一行不以井号（#）开头，这将会返回文件中的每一行，其他的行则被跳过。

使用“尾部”的技巧是，在所有循环结束后，同时检查其为True/False，并获得最终的“引擎”或“结果”。在常规for循环中，上述示例如下：

for line in file:
    if not line.startswith('#'):
        # have line

请注意：虽然我的火车类比中只有在火车尾部存在一个“尾巴”，但这个条件或“尾巴”可以出现在每节“车厢”或循环之后...

例如：

>>> z = [[1,2,3,4],[5,6,7,8],[9,10,11,12]]
>>> [x for y in z if sum(y)>10 for x in y if x < 10]
[5, 6, 7, 8, 9]

在常规的for循环中：

>>> for y in z:
    if sum(y)>10:
        for x in y:
            if x < 10:
                print x

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- Inbar Rose

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你的回答暗示了你只能在列表推导式的末尾使用 if 语句。这是不正确的。你可以在列表推导式的任何级别上使用 if 语句，甚至可以将多个 if 语句放在一起（尽管在你意识到它们是嵌套的之前，这看起来有点荒谬）。你只是不能将 if 用作第一个项目，必须是一个 for 循环。 - Martijn Pieters

你是正确的，我并不是想暗示那个意思，我会将其表达得更加清楚明白。 - Inbar Rose

我必须说，你的解释过于复杂了。特别是当你开始将 A for B in C for D in E 扩展成一个嵌套循环，包括 for B in C: 和 for A in B，丢弃 for D in E 部分时。 - Martijn Pieters

@Martin：你不能在以下形式的for循环之前使用if语句吗？A = [[[y for y in xrange(3)],2][x<=3] for x in xrange(7)] - Stefan Gruenwald

Answer 2

从列表推导式文档中可知：

当提供列表推导式时，它由单个表达式组成，后跟至少一个 for 子句和零个或多个 if 子句。在这种情况下，新列表的元素是通过将每个 for 或 if 子句视为块，从左到右嵌套，并评估表达式以在达到最内层块时生成列表元素来产生的。

换句话说，假设 for 循环是嵌套的。从左到右读取您的列表推导式可以被嵌套为：

for elem in vec:
    for num in elem:
        num           # the *single expression* from the spec

列表推导式将使用最后一个、最内层的块作为生成结果列表的值。

- Martijn Pieters

Answer 3

你可以将列表推导式看作是连续语句。这适用于任何级别的 for 和 if 语句。

例如，考虑带有各自 if 的双重 for 循环：

vec = [[1,2,3], [4,5,6], [7,8,9]]
result = [i for e in vec if len(e)==3 for i in e if i%2==0]

这里的列表推导式与以下代码是相同的：

result = []
for e in vec: 
    if len(e)==3:
        for i in e:
            if i%2==0:
                result.append(i)

正如你所看到的，列表推导式只是使用for和if而已，不需要缩进但顺序要相同。

- Shital Shah

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这个答案真是太棒了。它提供了正确的视角，使其简洁明了，甚至比每个人预期的都更广泛适用。此外，它甚至更容易记忆和理解，所以非常感谢！ - 16807

Answer 4

您的代码相当于：

temp = []
for elem in vec:
    for num in elem:
        temp.append(num)

- zhangyangyu

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请注意，在列表推导式中，for语句的书写顺序与您只编写常规for循环时所编写的顺序相同。 - kindall