1. 前言
Python 的「列表生成式（List Comprehension）」是一種用來簡潔建立列表的便利語法。相較於使用一般的 for 迴圈來建立列表，這種寫法在程式碼可讀性與執行效率上都有明顯優勢。
特別是當列表生成式搭配 if 條件語句時，可以只篩選出符合條件的元素，讓列表操作更具彈性。本文將從基礎到進階，搭配實用範例，詳盡介紹如何在 Python 中結合列表生成式與 if 條件語句。
什麼是列表生成式？
列表生成式是一種能讓你簡潔撰寫 Python 列表的語法。相比傳統的 for 迴圈，它可以讓你用更少的程式碼撰寫出更易讀的邏輯。
例如，如果你想建立一個從 0 到 4 的整數列表，使用傳統的 for 迴圈寫法如下：
2. Python 列表生成式的基礎
在前一節中，我們介紹了什麼是列表生成式以及它的優點。本節將進一步說明列表生成式的基本語法，並透過具體範例幫助你更深入理解。
列表生成式的基本語法
列表生成式的基本語法如下：
[運算式 for 變數 in 可疊代物件]語法組成說明
運算式：針對變數進行的處理（例如計算或函數）for 變數 in 可疊代物件：從可疊代物件（如列表、元組、range 等）中逐一取出元素的迴圈
例如，要建立一個包含從 0 到 4 整數的列表，使用傳統 for 迴圈會像這樣：
numbers = []
for i in range(5):
numbers.append(i)
print(numbers) # [0, 1, 2, 3, 4]但使用列表生成式時，只需要一行就能完成：
numbers = [i for i in range(5)]
print(numbers) # [0, 1, 2, 3, 4]列表生成式的基本範例
透過列表生成式，我們可以更簡潔地進行列表建立與轉換。以下是幾個常見的基本應用：
1. 將每個元素平方
以下是將 0 到 9 的整數平方後存入列表的範例：
squares = [i**2 for i in range(10)]
print(squares) # [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]使用傳統 for 迴圈的寫法如下：
squares = []
for i in range(10):
squares.append(i**2)
print(squares) # [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]2. 轉換字串列表
將字串列表中的所有字串轉為大寫：
words = ["python", "list", "comprehension"]
uppercase_words = [word.upper() for word in words]
print(uppercase_words) # ['PYTHON', 'LIST', 'COMPREHENSION']傳統寫法如下：
words = ["python", "list", "comprehension"]
uppercase_words = []
for word in words:
uppercase_words.append(word.upper())
print(uppercase_words) # ['PYTHON', 'LIST', 'COMPREHENSION']3. 扁平化列表（將巢狀列表展開）
當我們想將二維列表轉為一維列表時，也可以使用列表生成式：
matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
flattened = [num for row in matrix for num in row]
print(flattened) # [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]使用傳統寫法則如下：
matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
flattened = []
for row in matrix:
for num in row:
flattened.append(num)
print(flattened) # [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]透過列表生成式，即使是巢狀迴圈也能用簡潔的一行來實現。
3. 搭配 if 條件的列表生成式
在上一節中，我們學習了列表生成式的基本用法。從這裡開始，我們將說明如何將 if 條件語句結合到列表生成式中，建立具條件篩選的列表。
透過在列表生成式中加入 if，可以輕鬆過濾出符合特定條件的元素，讓列表建立更具彈性與效率。
if 條件的列表生成式基本語法
若想根據條件建立列表，基本語法如下：
[運算式 for 變數 in 可疊代物件 if 條件]語法說明
運算式：對每個元素所執行的操作for 變數 in 可疊代物件：對可疊代物件（如列表、元組、range 等）進行的迴圈if 條件：僅當條件為真時，該元素才會加入列表
基本使用範例
1. 篩選偶數
例如，我們要從 0 到 9 的整數中，挑出偶數並加入列表：
evens = []
for i in range(10):
if i % 2 == 0:
evens.append(i)
print(evens) # [0, 2, 4, 6, 8]使用列表生成式則更簡潔：
evens = [i for i in range(10) if i % 2 == 0]
print(evens) # [0, 2, 4, 6, 8]→ 將 if 寫入列表生成式中，可以省略 append()，讓程式碼更短更易讀。
2. 過濾字串列表
你也可以使用列表生成式，從字串列表中篩選符合條件的元素：
例如，從 ["python", "java", "c++", "ruby"] 中，選出字數 5 個以上的程式語言：
languages = ["python", "java", "c++", "ruby"]
long_languages = [lang for lang in languages if len(lang) >= 5]
print(long_languages) # ['python']3. 抽取包含特定字元的單字
若要從列表中篩選包含某特定字母的單字，也可以用列表生成式來達成。
以下是範例，抽取包含 "a" 的單字：
words = ["apple", "banana", "cherry", "date"]
words_with_a = [word for word in words if "a" in word]
print(words_with_a) # ['apple', 'banana', 'date']如何指定多個條件
在 if 條件中，你可以使用 and 或 or 來組合多個條件。
1. 抽出同時為偶數且為 3 的倍數的數字
filtered_numbers = [i for i in range(20) if i % 2 == 0 and i % 3 == 0]
print(filtered_numbers) # [0, 6, 12, 18]2. 過濾同時符合多條件的字串
words = ["python", "java", "c++", "ruby", "go", "haskell"]
filtered_words = [word for word in words if len(word) >= 5 and "o" in word]
print(filtered_words) # ['python']常見錯誤與解法
1. if 的位置錯誤
❌ 錯誤示範（if 放在錯誤的位置）
numbers = [if i % 2 == 0 for i in range(10)]錯誤訊息：SyntaxError: invalid syntax
✔ 正確寫法
numbers = [i for i in range(10) if i % 2 == 0]2. 錯誤使用 and / or
❌ 錯誤示範
words = ["apple", "banana", "cherry"]
filtered_words = [word for word in words if len(word) > 5 or "a" in word]✔ 若想同時滿足多個條件，請使用 and
filtered_words = [word for word in words if len(word) > 5 and "a" in word]小結
- 在列表生成式中加入
if，可以根據條件篩選元素 - 語法為：
[運算式 for 變數 in 可疊代物件 if 條件] - 可用於篩選偶數、字串過濾等各種場景
- 支援
and/or多條件組合 - 注意
if的位置與條件語法，避免語法錯誤
4. 使用 if-else 的列表生成式
在上一節中，我們學會了如何使用 if 來篩選符合條件的元素。不過，如果你想根據條件來決定不同的值加入列表，就需要搭配 if-else 一起使用。
本節將說明如何撰寫含有 if-else 的列表生成式，並提供實用範例幫助你理解其應用。
if-else 列表生成式的基本語法
若要在列表生成式中加入 if-else 條件，其語法如下：
[值1 if 條件 else 值2 for 變數 in 可疊代物件]語法說明
值1：當條件成立時，要加入列表的值條件：if所判斷的條件else 值2：當條件不成立時，要加入的值for 變數 in 可疊代物件：遍歷可疊代物件的迴圈
⚠ 注意：當使用 if-else 時，if 要寫在 for 的前面！
→ 如果只用 if，它會寫在 for 的後面；但 if-else 時，必須寫在前面。
基本範例
1. 偶數保持原樣，奇數改為 “odd”
以下範例將 0 到 9 的整數中，偶數保持原值，奇數改成字串 “odd”：
numbers = []
for i in range(10):
if i % 2 == 0:
numbers.append(i)
else:
numbers.append("odd")
print(numbers)
# [0, 'odd', 2, 'odd', 4, 'odd', 6, 'odd', 8, 'odd']使用列表生成式則只需一行：
numbers = [i if i % 2 == 0 else "odd" for i in range(10)]
print(numbers)
# [0, 'odd', 2, 'odd', 4, 'odd', 6, 'odd', 8, 'odd']→ 透過 if-else，你可以根據條件靈活地轉換每個元素的值。
2. 將小於等於 0 的數值轉為 “negative”
假設我們有一個包含正負數值的列表，要將小於等於 0 的值替換為 “negative”：
numbers = [-5, 3, 0, 8, -2, 7]
modified_numbers = [num if num > 0 else "negative" for num in numbers]
print(modified_numbers)
# ['negative', 3, 'negative', 8, 'negative', 7]3. 根據正負數進行分類
將數值分類為 “positive” 或 “negative” 的例子如下：
numbers = [-10, 15, 0, -5, 20]
categories = ["positive" if num > 0 else "negative" for num in numbers]
print(categories)
# ['negative', 'positive', 'negative', 'negative', 'positive']使用 if-else 時的注意事項
1. if 的位置要正確
❌ 錯誤寫法（會出現語法錯誤）
numbers = [i for i in range(10) if i % 2 == 0 else "odd"]錯誤訊息：SyntaxError: invalid syntax
✔ 正確寫法
numbers = [i if i % 2 == 0 else "odd" for i in range(10)]👉 要記得：if-else 要放在 for 前面！
2. if 和 if-else 的差異
- 只用
if：用來過濾元素
evens = [i for i in range(10) if i % 2 == 0]
print(evens) # [0, 2, 4, 6, 8]→ 條件不符合的元素會被排除。
- 使用
if-else：根據條件轉換每個值
numbers = [i if i % 2 == 0 else "odd" for i in range(10)]
print(numbers)
# [0, 'odd', 2, 'odd', 4, 'odd', 6, 'odd', 8, 'odd']→ 所有元素都會加入列表，只是依據條件決定值的內容。
小結
- 使用
if-else可以根據條件決定不同的值加入列表 if-else必須寫在for的前面- 與只用
if的列表生成式不同，if-else不會排除任何元素 - 適合用於數值分類、字串替換等場合
- 也可以使用巢狀
if-else來應對多條件判斷
5. 巢狀列表生成式與條件判斷
在上一節中，我們學習了如何使用 if-else 進行條件處理。本節將介紹如何使用 巢狀列表生成式（多重迴圈的列表生成式）。
列表生成式就像傳統 for 迴圈一樣，也可以使用 巢狀迴圈。這讓我們可以更有效率地處理二維列表（例如列表中的列表）。
巢狀列表生成式的基本語法
要在列表生成式中使用多重迴圈，其基本語法如下：
[運算式 for 變數1 in 可疊代物件1 for 變數2 in 可疊代物件2]語法說明
運算式：針對變數進行的操作for 變數1 in 可疊代物件1：外層迴圈for 變數2 in 可疊代物件2：內層迴圈
重點是：執行順序是從左到右，和一般的巢狀迴圈邏輯一致。
基本範例
1. 將二維列表「扁平化」
假設我們有一個二維列表，想將其轉換為一維列表，可以這樣做：
matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
flattened = []
for row in matrix:
for num in row:
flattened.append(num)
print(flattened)
# [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]使用列表生成式就能一行完成：
matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
flattened = [num for row in matrix for num in row]
print(flattened)
# [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]→ 巢狀列表生成式能讓你用更簡潔的方式處理巢狀結構的資料。
2. 建立所有組合
例如，我們想將 A, B, C 和 1, 2, 3 組成所有可能的組合：
letters = ["A", "B", "C"]
numbers = [1, 2, 3]
combinations = []
for letter in letters:
for number in numbers:
combinations.append(f"{letter}{number}")
print(combinations)
# ['A1', 'A2', 'A3', 'B1', 'B2', 'B3', 'C1', 'C2', 'C3']使用列表生成式的寫法如下：
letters = ["A", "B", "C"]
numbers = [1, 2, 3]
combinations = [f"{letter}{number}" for letter in letters for number in numbers]
print(combinations)
# ['A1', 'A2', 'A3', 'B1', 'B2', 'B3', 'C1', 'C2', 'C3']→ 使用巢狀列表生成式可以將多重迴圈壓縮成簡潔的一行。
結合條件判斷
在巢狀列表生成式中，也可以搭配 if 或 if-else 來進行條件篩選或值的轉換。
3. 篩選總和為偶數的數字對
從 1～3 與 4～6 中，找出「總和為偶數」的數字對：
list1 = [1, 2, 3]
list2 = [4, 5, 6]
pairs = []
for x in list1:
for y in list2:
if (x + y) % 2 == 0:
pairs.append((x, y))
print(pairs)
# [(1, 5), (2, 4), (2, 6), (3, 5)]使用巢狀列表生成式可以寫得更簡潔：
list1 = [1, 2, 3]
list2 = [4, 5, 6]
pairs = [(x, y) for x in list1 for y in list2 if (x + y) % 2 == 0]
print(pairs)
# [(1, 5), (2, 4), (2, 6), (3, 5)]使用巢狀列表生成式的注意事項
✅ 1. 可讀性容易下降
- 巢狀太深時可讀性會變差，請避免過度使用
- 若可讀性為首要考量，建議改用傳統
for迴圈
✅ 2. 注意 if 的位置
只使用 if時 → 寫在for的後面使用 if-else時 → 寫在for的前面
✅ 3. 巢狀太深時，考慮拆成函數
- 當邏輯變得太複雜時，與其硬寫成一行列表生成式，不如改用函數來提高可讀性
小結
- 巢狀列表生成式可以簡化二維資料的處理與多重迴圈邏輯
- 可以結合
if條件來篩選符合條件的項目 - 也可以使用
if-else根據條件設定不同的值 - 但巢狀過深會影響可讀性，請依情況選擇是否使用
6. 列表生成式的最佳實踐與注意事項
列表生成式是 Python 中非常方便的功能，可以讓你用更簡潔的方式撰寫程式碼。但若使用不當，可能會導致可讀性變差或效能下降。
本節將說明 如何正確使用列表生成式的最佳實踐與常見注意事項。
適合使用列表生成式的情境
以下是幾個適合使用列表生成式的情境：
1. 簡單的列表建立
當你只是要進行簡單的元素轉換或建立列表時，使用列表生成式是非常合適的。
範例：將每個元素平方
squares = [x**2 for x in range(10)]
print(squares) # [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]2. 條件過濾（篩選元素）
當你需要從列表中篩選出符合特定條件的項目時，列表生成式非常適合。
範例：過濾出偶數
evens = [x for x in range(10) if x % 2 == 0]
print(evens) # [0, 2, 4, 6, 8]3. 字串列表轉換
列表生成式在處理字串列表的轉換時也非常實用。
範例：將字串轉成大寫
words = ["python", "list", "comprehension"]
uppercase_words = [word.upper() for word in words]
print(uppercase_words) # ['PYTHON', 'LIST', 'COMPREHENSION']4. 扁平化巢狀列表
當你需要將二維列表轉換成一維列表 時，列表生成式可以大幅簡化寫法。
範例：將二維列表展平成一維列表
matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
flattened = [num for row in matrix for num in row]
print(flattened) # [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]不適合使用列表生成式的情況
以下是使用列表生成式時應避免的情況：
1. 巢狀過深，導致可讀性差
列表生成式雖然簡潔，但若巢狀太深，可讀性會明顯下降。
❌ 不佳範例：三層巢狀迴圈
matrix = [[[1, 2], [3, 4]], [[5, 6], [7, 8]]]
flattened = [num for row in matrix for subrow in row for num in subrow]👉 太難閱讀，不容易維護
✅ 建議改寫為傳統 for 迴圈：
flattened = []
for row in matrix:
for subrow in row:
for num in subrow:
flattened.append(num)2. 處理邏輯太長，導致程式碼混亂
列表生成式的優勢在於簡潔的一行式寫法，若條件過於複雜反而會造成混亂。
❌ 不佳範例：條件與運算太多
numbers = [x**2 if x % 2 == 0 else x**3 for x in range(10) if x != 5 and x % 3 != 0]✅ 建議使用傳統寫法來提升可讀性：
numbers = []
for x in range(10):
if x != 5 and x % 3 != 0:
if x % 2 == 0:
numbers.append(x**2)
else:
numbers.append(x**3)列表生成式的效能表現
1. 比 for 迴圈更快
列表生成式通常比傳統的 for 迴圈執行得更快，因為 Python 會對其進行內部最佳化。
效能比較範例：
import time
data = list(range(10**6))
# 使用列表生成式
start = time.time()
squares = [x**2 for x in data]
print("列表生成式:", time.time() - start)
# 使用傳統 for 迴圈
start = time.time()
squares = []
for x in data:
squares.append(x**2)
print("傳統 for 迴圈:", time.time() - start)- 列表生成式通常能快上 30%～50%
- 但會一次性佔用大量記憶體
2. 若需節省記憶體，可使用生成器表達式
當資料量龐大時，建議使用 生成器（generator expression） 來取代列表生成式。
# 列表生成式（耗記憶體）
squares = [x**2 for x in range(10**6)]
# 生成器表達式（省記憶體）
squares_gen = (x**2 for x in range(10**6))→ squares_gen 不會立即建立整個列表，而是逐一產生值，節省記憶體。
小結
✅ 適合使用列表生成式的情況
- 簡單的列表建立
- 條件過濾
- 字串轉換
- 扁平化二維列表
❌ 不建議使用的情況
- 巢狀太深的處理
- 條件或運算過於複雜
- 影響可讀性的長行程式碼
💡 最佳實踐
- 簡單邏輯請使用列表生成式
- 複雜邏輯請用傳統
for迴圈 - 根據效能與可讀性選擇正確的寫法
7. 常見問題（FAQ）
在本節中，我們將解答有關 列表生成式的常見疑問，並說明實際開發時應注意的重點。這些問題包含新手常犯錯誤與效能上的疑慮。
Q1. 可以在列表生成式中使用兩次 if 嗎？
A1. 可以，但需注意可讀性。
在列表生成式中，if 可以寫兩次以上，達到多重條件的篩選效果。
範例：篩選同時為偶數且為 3 的倍數的數字
filtered_numbers = [x for x in range(30) if x % 2 == 0 if x % 3 == 0]
print(filtered_numbers) # [0, 6, 12, 18, 24]這種寫法效果就像「AND 條件」。但從可讀性角度來看，使用 and 會更清楚：
filtered_numbers = [x for x in range(30) if x % 2 == 0 and x % 3 == 0]Q2. 列表生成式和傳統 for 迴圈，該用哪一個？
A2. 根據邏輯的簡單程度與可讀性選擇最適合的方式。
如果處理邏輯 簡單明確，列表生成式非常實用；但若邏輯 複雜多層，傳統迴圈會比較清楚易懂。
範例：建議用傳統 for 迴圈的情況
# ❌ 難以閱讀的列表生成式
numbers = ["Even" if x % 2 == 0 else "Odd" if x % 3 == 0 else "Other" for x in range(10)]
# ✅ 傳統寫法更清楚
numbers = []
for x in range(10):
if x % 2 == 0:
numbers.append("Even")
elif x % 3 == 0:
numbers.append("Odd")
else:
numbers.append("Other")Q3. if 和 if-else 的用途有什麼不同？
A3. if 用於篩選，if-else 用於值的轉換。
✅ 僅使用 if：只留下符合條件的元素
evens = [x for x in range(10) if x % 2 == 0]
print(evens) # [0, 2, 4, 6, 8]→ 不符合條件的項目會被排除。
✅ 使用 if-else：保留所有元素，但根據條件轉換值
labels = ["even" if x % 2 == 0 else "odd" for x in range(10)]
print(labels)
# ['even', 'odd', 'even', 'odd', 'even', 'odd', 'even', 'odd', 'even', 'odd']Q4. 列表生成式真的比 for 迴圈快嗎？
A4. 一般來說是的，但記憶體使用量會較高。
Python 的列表生成式因為有內部優化，通常會比 for 迴圈快。
⏳ 實測範例：處理 100 萬筆資料
import time
data = list(range(10**6))
# 使用列表生成式
start = time.time()
squares = [x**2 for x in data]
print("列表生成式:", time.time() - start)
# 使用 for 迴圈
start = time.time()
squares = []
for x in data:
squares.append(x**2)
print("for 迴圈:", time.time() - start)- 列表生成式通常快上 30～50%
- 但會一次載入整個列表，占用較多記憶體
💡 解法：使用生成器（generator expression）
若處理大量資料時想節省記憶體，請改用生成器：
squares_gen = (x**2 for x in data) # 使用 () 創建生成器Q5. 除了 list，set 和 dict 也能用內涵式嗎？
A5. 當然可以！Python 也支援 set 和 dict 內涵式。
✅ set（集合）內涵式範例：
unique_squares = {x**2 for x in range(10)}
print(unique_squares)✅ dict（字典）內涵式範例：
squares_dict = {x: x**2 for x in range(10)}
print(squares_dict)小結
- 可使用兩次
if，但建議使用and提高可讀性 if用於篩選元素，if-else用於值的轉換- 列表生成式通常比
for快，但會占用較多記憶體 set和dict也支援內涵式語法
以上就是 Python 中有關列表生成式與 if 組合的完整說明！🎉
歡迎你實際動手寫程式，加深理解，真正掌握這項強大的語法技巧！🚀