ГлавнаяАбстракция списков или списковое включение (англ. list comprehension) в синтаксисе некоторых языков программирования — это способ компактного описания операций обработки списков.
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:
[ 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
В переводе книги Филда и Харрисона «Функциональное программирование» вводится термин «абстракция списков» и «включение списков». Тем не менее, в литературе используются также «списковое выражение», «выделение списка», «списочное встраивание», «генератор списка» (возможно, не очень удачный перевод, так как в функциональном программировании есть отдельное понятие для генератора списка, англ. list generator), «определитель списка».
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 и иногда можно даже встретить термин ZF-выражение.
Этимология
Comprehension происходит от латинского слова prehendō, которое в большинстве случаев переводится словами с корнем хват (seize — схватить, grasp — обхватить, detain — перехватить, take by surprise — ухватить, take root — прихватить)[1]. В контексте программирования и в связке с list, comprehension несёт смысл охватывания выражением описания всех элементов списка (полное описание/полное включение).
Примеры из различных языков программирования
Python
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. 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
Чётные 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
В Erlang генератор списка будет выглядеть следующим образом:
[ N || N <- [1, 2, 3, 4, 5, 6], N rem 2 == 0 ].Haskell
Пример с чётными числами на Haskell:
[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#
LINQ для C# 3.0 имеет несколько сходных со списковыми включениями синтаксических конструкций для запросных выражений:
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
Синтаксис 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)