Python Filter: 快速篩選列表中符合條件的元素

在 Python 中，列表是一種用於存儲多個元素的數據結構，常用的操作之一就是篩選出符合特定條件的元素。Python 提供了 filter() 函數來實現這個功能。本文將深入探討 filter() 函數的使用方法，及其相關的知識點。

一、什麼是 filter() 函數

filter() 函數是 Python 中內置的一個高階函數，用於從可迭代對象中篩選出符合指定條件的元素，返回一個由篩選出的元素組成的新的可迭代對象。

filter() 函數的語法如下：

filter(function, iterable)

其中，function 是一個用於判斷每個元素是否符合條件的函數，該函數接收一個參數，代表可迭代對象中的每個元素。

iterable 是一個可迭代對象，可以是列表、元組、集合或其他可迭代的數據類型。

filter() 函數會對 iterable 中的每個元素調用 function 函數進行判斷，如果 function 返回 True，則將該元素添加到結果列表中。

二、如何使用 filter() 函數

下面是一個使用 filter() 函數的例子：

# 篩選出列表中所有的奇數
def is_odd(n):
    return n % 2 == 1

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
result = filter(is_odd, numbers)
print(list(result))  # 輸出 [1, 3, 5, 7, 9]

在這個例子中，我們定義了一個 is_odd() 函數來判斷一個整數是否是奇數，然後使用 filter() 函數傳入該函數和一個包含多個整數的列表 numbers。最後，我們將返回的結果轉換成列表並輸出。

在使用 filter() 函數時，可以直接使用 lambda 表達式來定義條件判斷函數。例如，我們可以將上面的例子簡化為以下代碼：

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
result = filter(lambda n: n % 2 == 1, numbers)
print(list(result))  # 輸出 [1, 3, 5, 7, 9]

三、filter() 函數的常用場景

1. 篩選字元串中的字元

可以使用 filter() 函數從一個字元串中篩選出符合條件的字元。例如下面的例子將篩選出一個字元串中所有的大寫字母：

word = 'HelLo, WoRlD!'
result = filter(lambda c: c.isupper(), word)
print(''.join(result))  # 輸出 'HLWRD'

2. 篩選字典中的項

可以使用 filter() 函數從一個字典中篩選出符合條件的項。例如下面的例子將篩選出一個字典中所有值大於 2 的項：

d = {'a': 1, 'b': 2, 'c': 3, 'd': 4}
result = filter(lambda x: x[1] > 2, d.items())
print(dict(result))  # 輸出 {'c': 3, 'd': 4}

3. 篩選文件中的行

可以使用 filter() 函數從一個文本文件中篩選出符合條件的行。例如下面的例子將篩選出一個文件中所有包含某個關鍵字的行：

with open('data.txt') as f:
    result = filter(lambda line: 'keyword' in line, f)
    print(list(result))

四、注意事項

1. filter() 函數返回的是一個迭代器，要使用 list() 或 for 循環等方法將其轉換為列表或進行遍歷。

2. 傳入的 function 函數必須返回 True 或 False，否則將會報錯。

3. 可以在過濾條件函數中使用多個輸入參數。例如，下面的例子將篩選出兩個列表中相同位置上對應元素相等的元素：

a = [1, 2, 3]
b = [3, 2, 1]
result = filter(lambda x: x[0] == x[1], zip(a, b))
print(list(result))  # 輸出 [(2, 2)]

4. 可以使用 filter() 函數與 map() 函數組合使用來實現對列表中元素的轉換和篩選。例如下面的例子將一個列表中的偶數平方並篩選出大於 10 的元素：

numbers = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
result = filter(lambda x: x > 10, map(lambda x: x**2, filter(lambda x: x % 2 == 0, numbers)))
print(list(result))  # 輸出 [16, 36, 64]

五、總結

本文深入介紹了 filter() 函數的使用方法及常用場景，希望對大家在使用 Python 進行列表篩選時有所幫助。