CC BY
28УДК 004.423
Информационные технологии
Халевин Тимофей Анатольевич, студент направления подготовки информатики и вычислительной техники, Хакасский государственный
университет имени Н.Ф. Катанова, г. Абакан, Россия Голубничий Артем Александрович, научный руководитель, старший преподаватель кафедры ПОВТиАС, Хакасский государственный университет
имени Н.Ф. Катанова, г. Абакан, Россия
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРОВ СПИСКОВ В ЯЗЫКЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ PYTHON
Аннотация: Данная статья рассматривает генераторы списков в Python, описывает их возможности и преимущества перед другими методами создания списков.
Ключевые слова: Python, генератор списков, цикл for.
Annotation: This article looks at list generators in Python, describing their features and advantages over other list generation methods.
Keywords: Python, list comprehensions, for loop.
Генераторы списков - это способ создания списков в Python, который позволяет создавать списки на основе некоторого шаблона или условия. Генераторы списков являются компактной и элегантной альтернативой циклам for и функциям map() и filter(), которые также используются для создания списков [1].
Синтаксис генератора списка очень прост и похож на синтаксис обычного списка. Вместо того, чтобы создавать список путем добавления элементов с помощью цикла, мы создаем список путем определения выражения, которое будет использоваться для генерации элементов списка [2].
Генераторы списков могут быть использованы для создания списков с любым количеством элементов, которые можно сгенерировать на основе заданного шаблона или условия. Они также могут быть использованы для фильтрации и преобразования существующих списков.
Генератор списка имеет синтаксис вида [выражение /ьг элемент т итерируемыйобъект условие], где:
1. выражение - это выражение, которое вы хотите применить к каждому элементу итерируемого объекта;
2. элемент - это переменная, которая будет использоваться для итерации по итерируемому объекту;
3. итерируемый_объект - это итерируемый объект, который вы хотите использовать для создания списка;
4. условие - не обязательный параметр, который определяет, какие элементы будут включены в окончательный список.
Например, вы можете использовать генератор списка для создания списка, содержащего квадраты четных чисел от 0 до 10. Пример такого генератора списка представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Генератор списка с квадратами четных чисел.
В этом примере мы используем range(10) для создания списка чисел от 0 до 9. Затем мы используем условие ¡/х % 2 == 0, чтобы выбрать только четные числа. Наконец, мы используем выражение х*х для создания списка квадратов четных чисел.
Генераторы списков могут быть использованы для более сложных преобразований и фильтраций данных. Например, можно использовать генератор списка для создания списка слов в тексте, содержащих более 5 букв. Пример такого генератора списка представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 - Генератор списка с фильтрацией по условию
В этом примере мы используем text.split() для создания списка слов в тексте. Затем мы используем условие if len(word) > 5, чтобы выбрать только слова, содержащие более 5 букв. Наконец, мы используем переменную word для сохранения каждого слова в списке words.
Генераторы списков также могут быть вложенными, что позволяет создавать более сложные структуры данных. Например, можно использовать генератор списка для создания списка списков. Пример такого генератора списков представлен на рисунке 3.
Рисунок 3 - Генератор списка вложенный в генератор списка
В этом примере мы используем два генератора списка: внешний генерирует строки матрицы, а внутренний - генерирует элементы каждой строки. Мы используем переменные г и у для итерации по строкам и столбцам матрицы, а выражение г*] используется для вычисления значения каждого элемента.
Генераторы списков могут также быть использованы для создания словарей и множеств. Например, можно использовать генератор списка для создания словаря, содержащего значения из списка в качестве ключей и их индексы в качестве значений. Пример создания словаря с использованием генератора представлен на рисунке 4.
fruits = [1 яблоко 1, 1 клубника', "банан1]
fruit_dict = {fruit: index foi index, fruit ir. enumerate (fruits) } fruit_dict
{'яблоке1: 'клубника1: lf 'банан': 2}
Рисунок 4 - Создание словаря с использованием генератора списка
В этом примере мы используем генератор списка для создания словаря fruitdict. Ключами словаря являются элементы из списка fruits, а значениями являются их индексы, полученные с помощью функции enumerate().
Генераторы списков могут быть более эффективными и быстрыми, чем обычные циклы for, особенно при работе с большими объемами данных. Они также могут упростить код и сделать его более читаемым и понятным.
Однако, в некоторых случаях, когда требуется более сложная логика и обработка данных, использование обычного цикла for может быть более предпочтительным. Это может быть связано с тем, что в цикле for вы можете использовать более сложные условия и операции, а также выполнять более сложные действия внутри цикла.
Вычислительная эффективность генераторов списков может быть высокой благодаря их особенностям. При использовании генератора списка, можно применять к каждому элементу списка функцию или операцию в одной строке кода, что уменьшает количество операций, которые необходимо выполнить, и увеличивает скорость обработки данных.
Генераторы списков также используют меньше памяти, чем создание списка с помощью цикла for и метода append(). Это связано с тем, что генератор списка создает элементы по мере необходимости, в отличие от метода append(), который создает весь список в памяти заранее.
Кроме того, генераторы списков могут использоваться в комбинации с другими функциями, такими как filter() и map(), чтобы создать более сложные выражения. Генераторы списков могут быть использованы для улучшения производительности кода во многих случаях. Разберем несколько таких примеров.
Фильтрация списка по определенному условию с использованием цикла
>>> >>> >>>
for представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 - Фильтрация списка по условию четности в цикле for
И пример точно такой же фильтрации по условию четности, но уже с использованием генератора списков представлен на рисунке 6.
»> even_nuiribers = [number foi number ir. numbers if number % 2 == 0] Рисунок 6 - Фильтрация списка по условию четности с использованием генератора списков
Из примера видно, что генератор списков занимает меньше строк кода и выглядит более лаконично.
Разберем также пример возведения чисел в квадрат с использованием цикла for и генератора списков. На рисунке 7 представлен пример с использованием цикла for.
... ' sqaared_nimribers. append (number ** 2} Рисунок 7 - Возведение чисел в квадрат с использованием цикла for
Возведение чисел в квадрат, но уже с использованием генератора списков
представлено на рисунке 8.
>>> squared_niimbers = [number * * 2 for number ir. numbers]
Рисунок 8 - Возведение чисел в квадрат с использованием генератора списков
Заключение
Генераторы списков представляют собой мощный инструмент в Python, который позволяет создавать списки более кратко и эффективно, чем с использованием циклов for и функций map/filter. Использование генераторов списков позволяет уменьшить количество кода и увеличить производительность. Однако, в некоторых случаях, генераторы списков могут быть менее читабельными, чем эквивалентный код с использованием циклов for.
Библиографический список:
1. Бэрри П. Изучаем программирование на Python [Текст] / П. Бэрри. -М.: Вильямс, 2014. - 243 с.
2. Гэддис Т. Начинаем программировать на Python [Текст] / Т. Гэддис. - СПб.: БХВ-Петербург, 2021. - 768 с.
