Списковое включение

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Абстракция списков, списковое включение (англ. list comprehension, нем. Erfassung der Liste[1]) в синтаксисе языка программирования — компактное описание операций обработки списков[2].

Списковое включение позволяет вычислять и бесконечные списки (в языках, которые их поддерживают). Например, на языке Миранда бесконечный список чётных положительных чисел можно записать следующим образом[2]:

 [ n | n <- [1..]; n rem 2 = 0 ]

что читается так: «список всех n, таких что n входит в [1..] и остаток от деления n на 2 равен нулю».

По аналогии со списковыми включениями, в других языках программирования есть выражения битовых строк (Enlang), включения списков и словарей (Python в версии 3).

Терминология[править | править вики-текст]

В переводе книги Филда и Харрисона «Функциональное программирование»[2] вводится термин «абстракция списков» и «включение списков». Тем не менее, в литературе используются также «списковое выражение», «выделение списка»[3], «списочное встраивание»[4][5], «генератор списка» (возможно, не очень удачный перевод, так как в функциональном программировании есть отдельное понятие для генератора списка, англ. list generator[6])[7], «определитель списка»[8].

В аксиоматике теории множеств Цермело-Френкеля есть аксиома выделения, которая позволяет строить множество на основе имеющегося, путём выбора элементов, соответствующих некоторому предикату. Абстракция списков является аналогией выделения для списков[9] и иногда можно даже встретить термин ZF-выражение[10].

Примеры из различных языков программирования[править | править вики-текст]

Python[править | править вики-текст]

Чётные числа от 2 до 9998 включительно:

[n for n in range(1, 10000) if n % 2 == 0]

Списковые включения могут использовать вложенные итерации по переменным:

[(x, y) for x in range(1, 10) for y in range(1, 10) if x % y == 0]

В языке Python есть и выражения-генераторы, которые имеют схожий со списковыми включениями синтаксис, но возвращают итератор[11]. Сумма чётных чисел из предыдущего примера:

sum((n for n in range(1, 10000) if n % 2 == 0))

В данном случае дополнительные скобки не нужны, но в общем случае их отсутствие вызовет синтаксическую ошибку.

Как уже говорилось выше, Python предоставляет аналогичные возможности для создания множеств и словарей.

>>> {x for x in range(10)}
{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
>>> {x:x**2 for x in range(10)}
{0: 0, 1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16, 5: 25, 6: 36, 7: 49, 8: 64, 9: 81}

Erlang[править | править вики-текст]

В Erlang генератор списка будет выглядеть следующим образом:

[ N || N <- [1, 2, 3, 4, 5, 6], N rem 2 == 0 ].

Haskell[править | править вики-текст]

Пример с чётными числами на Haskell[9]:

[x | x <- [1..], mod x 2 == 0] -- бесконечный список: [2,4,6,8,10..]

В Haskell выражение вида x <- выр называется генератором. В одном выделении может быть несколько генераторов:

[(x, y) | x <- [1..4], y <- [1..4], mod x y == 0] -- 8 уникальных пар: [(1,1),(2,1),(2,2),(3,1),(3,3),(4,1),(4,2),(4,4)]

LINQ в C#[править | править вики-текст]

LINQ для C# 3.0 имеет несколько сходных со списковыми включениями синтаксических конструкций для запросных выражений[12]:

var s = Enumerable.Range(0, 100).Where(x => x*x > 3).Select(x => x*2);

Альтернативный синтаксис, напоминающий SQL:

var s = from x in Enumerable.Range(0, 100) where x*x > 3 select x*2;

Примечания[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • Филд А., Харрисон П. Функциональное программирование = Functional Programming. — М.: Мир, 1993. — 637 с. — ISBN 5-03-001870-0.
  • Прохоренок Н. А. Python. Самое необходимое.. — БХВ-Петербург, 2011. — 416 с. — ISBN 978-5-9775-0614-4.
  • Душкин Р. Функциональное программирование на языке Haskell.. — ДМК-Пресс, 2007. — 608 с. — ISBN 5-94074-335-8.
  • Albahari, J. and Albahari, B. C# 5.0 in a Nutshell: The Definitive Reference. — O'Reilly Media, Incorporated, 2012. — 1042 p. — ISBN 9781449320102.