Эту страницу предлагается переименовать в «Списочное выражение». |
Спи́сковое включение (списочное выражение, абстракция списков; англ. list comprehension) в синтаксисе некоторых языков программирования — это способ компактного описания операций обработки списков[1].
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[1]:
[ 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 (Erlang), включения списков и словарей (Python в версии 3).
Терминология
правитьВ переводе книги Филда и Харрисона «Функциональное программирование»[1] вводится термин «абстракция списков» и «включение списков». Тем не менее в литературе используются также «списковое выражение», «списочное выражение»[2], «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
правитьPython
правитьЧётные 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}
Ruby
правитьЧётные числа от 2 до 9998 включительно:
(1...10000).select{ |i| i%2 == 0 }
# с неявным вызовом метода to_proc в отношении символа :even?
(1...10000).select(&:even?)
Erlang
правитьВ Erlang генератор списка будет выглядеть следующим образом:
[ N || N <- [1, 2, 3, 4, 5, 6], N rem 2 == 0 ].
Haskell
правитьПример с чётными числами на Haskell[9]:
[x | x <- [1..], x `mod` 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], x `mod` y == 0] -- 8 уникальных пар: [(1,1),(2,1),(2,2),(3,1),(3,3),(4,1),(4,2),(4,4)]
LINQ в C#
правитьLINQ 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;
Julia
правитьСинтаксис списковых включений в Julia позаимствован из Python.
Пример со списком чётных чисел:
[n for n in 1:1000 if iseven(n)]
Аналогичный синтаксис применяется для наполнения других типов контейнеров:
# кортеж
Tuple(n^2 for n in -10:10)
# множество
Set(abs(n) for n in -10:10)
# словарь
Dict(c=>codepoint(c) for c in 'a':'z')
Как и в Python, поддерживаются вложенные итерации по нескольким переменным:
julia> [(x,y) for x in 1:3 for y in 1:3 if x ≠ y]
6-element Array{Tuple{Int64,Int64},1}:
(1, 2)
(1, 3)
(2, 1)
(2, 3)
(3, 1)
(3, 2)
Примечания
править- ↑ 1 2 3 Филд, Харрисон, 1993, с. 93-94.
- ↑ См. академические источники в Google Scholar.
- ↑ Алексей Бешенов. Функциональное программирование на Haskell : Часть 4. Свертки списков, IBM . Дата обращения: 14 декабря 2013. Архивировано 14 декабря 2013 года.
- ↑ И опять о функциональном программировании на Python, перевод Intersoft Lab . Дата обращения: 14 декабря 2013. Архивировано 14 декабря 2013 года.
- ↑ Дэвид Мертц, Очаровательный Python: Функциональное программирование на языке Python, Часть 1 . Дата обращения: 14 декабря 2013. Архивировано 14 декабря 2013 года.
- ↑ Душкин, 2007, с. 110.
- ↑ Чезарини, Томпсон, 2012, с. 27.
- ↑ Душкин, 2007, с. 110-116.
- ↑ 1 2 Алексей Бешенов. Функциональное программирование на Haskell: Часть 3. Определение функций, IBM . Дата обращения: 14 декабря 2013. Архивировано 14 декабря 2013 года.
- ↑ И. А. Дехтяренко, Декларативное программирование, 5.8. Синтаксический сахар: язык Erlang. 2003 . Дата обращения: 14 декабря 2013. Архивировано из оригинала 16 декабря 2013 года.
- ↑ Прохоренок, 2011, с. 124.
- ↑ Albahari, Albahari, 2012, p. 328—331.
Литература
править- Душкин Р. Функциональное программирование на языке Haskell.. — ДМК-Пресс, 2007. — 608 с. — ISBN 5-94074-335-8.
- Прохоренок Н. А. Python. Самое необходимое.. — БХВ-Петербург, 2011. — 416 с. — ISBN 978-5-9775-0614-4.
- Филд А., Харрисон П. Функциональное программирование = Functional Programming. — М.: Мир, 1993. — 637 с. — ISBN 5-03-001870-0.
- Чезарини Ф. Томпсон С. Программирование в Erlang = Erlang Programming. — ДМК Пресс, 2012. — 487 с. — ISBN 978-5-94074-617-1.
- Albahari, J. and Albahari, B. C# 5.0 in a Nutshell: The Definitive Reference. — O'Reilly Media, Incorporated, 2012. — 1042 p. — ISBN 9781449320102.
Ссылки
править- Списочные выражения. Модель памяти для типов языка Python — хендбук Академии Яндекса «Основы Python».