Включения
в Python

Категория

Коллекции

Уровень

Средний

Связанные темы

Циклы, списки, словари, множества

Зачем это знать

Строить коллекции коротко и читаемо

§1От цикла к включению

Задача «построить новый список на основе существующего» решается циклом с накоплением — приёмом из главы 3.10.

squares = []

for number in range(1, 6):
    squares.append(number * number)

print(squares)

[1, 4, 9, 16, 25]

Здесь четыре строки, из которых по-настоящему содержательна одна — number * number. Остальные — обвязка: создать пустой список, открыть цикл, вызвать append(). Включение убирает обвязку.

squares = [number * number for number in range(1, 6)]

print(squares)

[1, 4, 9, 16, 25]

§2Строение включения

Внутри квадратных скобок три части, и порядок их непривычен: сначала говорится, что получить, и только потом — откуда.

[ number * number   for number in range(1, 6) ]
  └─────┬───────┘   └──────────┬────────────┘
   что положить          откуда брать
   в новый список        элементы

Читать удобно с середины: сначала часть for, затем выражение слева. «Для каждого number из диапазона — положить number * number».

§3Преобразование элементов

Самое частое применение — применить к каждому элементу одно и то же действие.

words = ["python", "sql", "go"]

print([word.upper() for word in words])
print([len(word) for word in words])

['PYTHON', 'SQL', 'GO']
[6, 3, 2]

Без фильтрации включение всегда даёт ровно столько элементов, сколько было на входе. Исходный список при этом не меняется — создаётся новый.

§4Фильтрация через if

Необязательная часть if в конце отбирает, какие элементы вообще попадут в результат.

print([number for number in range(10) if number % 2 == 0])

[0, 2, 4, 6, 8]

[ выражение   for имя in источник   if условие ]
      │                  │               │
   что положить      откуда брать    что пропустить

Теперь длина результата может быть меньше исходной. Порядок частей строгий: сначала for, потом if.

§5Два if подряд

Условий может быть несколько — тогда элемент должен пройти все.

print([n for n in range(20) if n % 2 == 0 if n % 3 == 0])

[0, 6, 12, 18]

Два if подряд равнозначны одному с and. Выбор — вопрос читаемости: когда условия логически независимы, раздельная запись понятнее.

§6Условие в результате

Есть и другой if — не отбирающий, а выбирающий значение. Он ставится слева, в части «что положить», и обязательно с else.

print(["чёт" if n % 2 == 0 else "нечет" for n in range(4)])

['чёт', 'нечет', 'чёт', 'нечет']

Это тернарный оператор из главы 2.6, поставленный на место выражения. Он ничего не отбрасывает — только решает, какое значение положить.

§7Два разных if

Два if из §5 и §6 выглядят похоже, но делают противоположное. Различить их можно по позиции и по наличию else.

[n for n in data if n > 0]              оставить только положительные
[n if n > 0 else 0 for n in data]       отрицательные заменить нулём

Первая запись сокращает список, вторая сохраняет его длину. Требование else в левой форме не случайно: если условие ложно, что-то же надо положить в результат.

§8Включение множества

Скобки определяют тип результата. Фигурные с одним выражением дают множество — со всеми его свойствами из главы 4.5.

words = ["python", "sql", "go"]

print({len(word) for word in words})

{2, 3, 6}

Слов три, длин тоже три — но если бы среди слов нашлись одинаковые по длине, в множестве осталась бы одна запись.

§9Включение словаря

Те же фигурные скобки, но выражение содержит пару через двоеточие.

words = ["python", "sql", "go"]

print({word: len(word) for word in words})

{'python': 6, 'sql': 3, 'go': 2}

Именно эта форма решала задачу из главы 4.3: {key: [] for key in keys} создаёт по независимому списку на каждый ключ, в отличие от dict.fromkeys().

§10Обращение словаря

Частая задача — поменять ключи и значения местами. Со словарным включением это одна строка.

prices = {"book": 900, "pen": 120}

print({price: name for name, price in prices.items()})

{900: 'book', 120: 'pen'}

Здесь работает распаковка пар из главы 4.1. Важная оговорка: значения могли повторяться, а ключи уникальны — при совпадении значений часть данных потеряется.

§11Скобки решают тип

Последняя строка — исключение из правила: круглые скобки кортеж не создают. Чтобы получить кортеж, результат оборачивают: tuple(x for x in data).

§12Генераторное выражение

Круглые скобки дают генератор — объект, который вычисляет элементы по одному при обходе, а не строит список целиком.

squares = (n * n for n in range(5))

print(type(squares).__name__)
print(list(squares))

generator
[0, 1, 4, 9, 16]

Практическая польза — экономия памяти, когда результат нужен один раз. Запись sum(len(w) for w in words) не создаёт промежуточный список: скобки генератора можно опустить, если он единственный аргумент функции.

words = ["python", "sql", "go"]

print(sum(len(word) for word in words))

11

Генераторы подробно разбираются в главе 7.2.

§13Область видимости

Переменная включения живёт только внутри него и наружу не выходит.

values = [x for x in range(3)]
print(x)

NameError: name 'x' is not defined

Это отличие от обычного цикла, где переменная остаётся доступной после завершения. Свойство полезное: включение не засоряет окружающий код и не может случайно затереть существующую переменную с тем же именем.

§14Независимые списки

Одна задача, где включение не просто короче, а единственно верно, — создание списка списков.

rows = [[0] * 3] * 2
rows[0][0] = 9

print(rows)

[[9, 0, 0], [9, 0, 0]]

rows = [[0] * 3 for _ in range(2)]
rows[0][0] = 9

print(rows)

[[9, 0, 0], [0, 0, 0]]

Причина та же, что у dict.fromkeys() в главе 4.3: умножение копирует ссылку на один и тот же список, а включение выполняет выражение заново на каждом шаге и создаёт новый список. Подчёркивание в роли переменной — приём из главы 6.7.

§15Когда нужен обычный цикл

Включение — не всегда лучший выбор. Есть случаи, где цикл понятнее.

Четвёртая строка про частую ошибку стиля: включение ради одного print() создаёт список из None, который тут же выбрасывается. Если результат не нужен — нужен цикл.

§16Частые ошибки

§17Проверьте себя

§18Шпаргалка

Итог главы

Включение строит новую коллекцию одним выражением, объявляя намерение раньше механики. Тип результата задают скобки: квадратные дают список, фигурные — множество или словарь, круглые — генератор, а не кортеж. Два вида if различаются позицией: справа он отбирает элементы, слева выбирает значение и требует else. Переменная включения наружу не выходит, а само включение — единственный корректный способ создать список независимых списков.