Python 列表推導式與內置函數速查：寫更少的代碼，做更多的事

寫了三行能寫一行的代碼，是技術問題

看到別人的 Python 代碼，短短一行完成了你寫五行才能做的事，不是炫技，是真的更簡潔、更 Pythonic。

這篇文章整理列表推導式和最常用的內置函數，每個都配可以直接拿走的代碼片段。

列表推導式

列表推導式（List Comprehension）是 Python 最具代表性的語法之一，用一行代替 for 循環構建列表。

基本語法：

[表達式 for 元素 in 可迭代對象 if 條件]

基礎：替代 for 循環

# 傳統寫法
squares = []
for x in range(10):
    squares.append(x ** 2)

# 列表推導式
squares = [x ** 2 for x in range(10)]
# [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

加上條件過濾

# 只取偶數的平方
even_squares = [x ** 2 for x in range(10) if x % 2 == 0]
# [0, 4, 16, 36, 64]

# 過濾列表中的空字符串
words = ["hello", "", "world", "", "python"]
clean = [w for w in words if w]
# ["hello", "world", "python"]

字符串處理

names = ["alice", "bob", "charlie"]

# 首字母大寫
capitalized = [name.capitalize() for name in names]
# ["Alice", "Bob", "Charlie"]

# 過濾長度大於3的名字並轉大寫
result = [name.upper() for name in names if len(name) > 3]
# ["ALICE", "CHARLIE"]

嵌套列表推導式（二維數組展平）

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

# 展平二維列表
flat = [x for row in matrix for x in row]
# [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

字典推導式和集合推導式

# 字典推導式
words = ["apple", "banana", "cherry"]
word_lengths = {word: len(word) for word in words}
# {"apple": 5, "banana": 6, "cherry": 6}

# 集合推導式（自動去重）
nums = [1, 2, 2, 3, 3, 3]
unique = {x ** 2 for x in nums}
# {1, 4, 9}

生成器表達式：省內存的版本

列表推導式會一次性把所有元素放進內存，數據量大時改用生成器表達式（把 [] 換成 ()）：

# 列表推導式：立即生成所有元素
total = sum([x ** 2 for x in range(1000000)])

# 生成器表達式：逐個生成，省內存
total = sum(x ** 2 for x in range(1000000))  # 直接省掉外層[]

最常用的內置函數

Python 內置了大量高質量函數，學會用這些，很多需要自己手寫的邏輯可以省掉。

map()：對每個元素應用函數

nums = [1, 2, 3, 4, 5]

# 每個數平方
squares = list(map(lambda x: x ** 2, nums))
# [1, 4, 9, 16, 25]

# 字符串列表轉整數
str_nums = ["1", "2", "3"]
int_nums = list(map(int, str_nums))
# [1, 2, 3]

很多情況下列表推導式比 map 更可讀，但 map 在配合現成函數時更簡潔。

filter()：過濾元素

nums = [1, -2, 3, -4, 5, -6]

# 只保留正數
positives = list(filter(lambda x: x > 0, nums))
# [1, 3, 5]

# filter(None, ...) 過濾所有假值（0、None、空字符串等）
mixed = [0, 1, "", "hello", None, 42]
truthy = list(filter(None, mixed))
# [1, "hello", 42]

zip()：並行遍歷多個列表

names = ["Alice", "Bob", "Charlie"]
scores = [95, 87, 92]

# 配對
pairs = list(zip(names, scores))
# [("Alice", 95), ("Bob", 87), ("Charlie", 92)]

# 配合 for 循環
for name, score in zip(names, scores):
    print(f"{name}: {score}")

# 解壓（zip 的逆操作）
unzipped_names, unzipped_scores = zip(*pairs)

enumerate()：遍歷時帶索引

fruits = ["apple", "banana", "cherry"]

# 不用 range(len(...))
for i, fruit in enumerate(fruits):
    print(f"{i}: {fruit}")
# 0: apple
# 1: banana
# 2: cherry

# 從1開始編號
for i, fruit in enumerate(fruits, start=1):
    print(f"{i}. {fruit}")

sorted() 和 sort()：排序

nums = [3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6]

# sorted() 返回新列表，不改變原列表
asc = sorted(nums)           # [1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9]
desc = sorted(nums, reverse=True)  # [9, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 1]

# sort() 原地排序，返回 None
nums.sort()

# 按自定義規則排序
words = ["banana", "apple", "cherry", "date"]
by_length = sorted(words, key=len)       # 按長度
by_second = sorted(words, key=lambda w: w[1])  # 按第二個字母

# 按字典的某個字段排序
users = [{"name": "Bob", "age": 30}, {"name": "Alice", "age": 25}]
by_age = sorted(users, key=lambda u: u["age"])

any() 和 all()：批量邏輯判斷

nums = [1, 2, 3, 4, 5]

# any()：至少一個爲真
has_even = any(x % 2 == 0 for x in nums)   # True
has_neg = any(x < 0 for x in nums)          # False

# all()：全部爲真
all_positive = all(x > 0 for x in nums)     # True
all_even = all(x % 2 == 0 for x in nums)    # False

# 實際用途：驗證表單字段是否全部填寫
fields = {"name": "Alice", "email": "alice@example.com", "age": 28}
is_complete = all(fields.values())   # True（所有值都是真值）

min() 和 max()：最值

nums = [3, 1, 4, 1, 5, 9]
print(min(nums))   # 1
print(max(nums))   # 9

# 帶 key 參數
words = ["banana", "apple", "cherry"]
shortest = min(words, key=len)   # "apple"
longest = max(words, key=len)    # "banana" 或 "cherry"

# 找字典列表中某字段的最值
users = [{"name": "Bob", "age": 30}, {"name": "Alice", "age": 25}]
youngest = min(users, key=lambda u: u["age"])
# {"name": "Alice", "age": 25}

sum()：求和

nums = [1, 2, 3, 4, 5]
print(sum(nums))          # 15
print(sum(nums, 100))     # 115（從100開始累加）

# 計算嵌套列表的總和
matrix = [[1, 2], [3, 4], [5, 6]]
total = sum(sum(row) for row in matrix)   # 21

isinstance()：類型判斷

x = 42

# 判斷單個類型
print(isinstance(x, int))       # True
print(isinstance(x, str))       # False

# 同時判斷多個類型
print(isinstance(x, (int, float)))   # True（是數字就行）

# 實際用途：函數參數校驗
def process(data):
    if not isinstance(data, (list, tuple)):
        raise TypeError(f"期望列表或元組，得到 {type(data).__name__}")
    return [x * 2 for x in data]

round()、abs()、divmod()

# round()：四捨五入
round(3.14159, 2)   # 3.14
round(3.5)          # 4（Python 3 是銀行家舍入，偶數優先）
round(2.5)          # 2

# abs()：絕對值
abs(-5)    # 5
abs(-3.14) # 3.14

# divmod()：同時得到商和餘數
q, r = divmod(17, 5)   # q=3, r=2

一行代碼速查

收藏這幾個常用的單行技巧：

# 列表去重（保留順序）
seen = set()
unique = [x for x in lst if not (x in seen or seen.add(x))]

# 或者不需要保序時
unique = list(set(lst))

# 列表展平（一層）
flat = [x for sublist in nested for x in sublist]

# 統計元素出現次數
from collections import Counter
counts = Counter(["a", "b", "a", "c", "b", "a"])
# Counter({"a": 3, "b": 2, "c": 1})

# 字典合併（Python 3.9+）
merged = dict1 | dict2

# 交換兩個變量
a, b = b, a

# 檢查列表是否爲空
if not my_list:
    print("列表爲空")

想把這些片段直接跑起來驗證效果，粘到 Python 在線運行工具 裏，Python 3.12 環境，改完即看結果，不用裝任何東西。