Python 中的代码高尔夫

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代码高尔夫是一项编程竞赛,要求参赛者编写程序,用尽可能少的字符解决特定问题。换句话说,代码高尔夫就是编写简洁的代码。虽然代码高尔夫可以用任何编程语言完成,但 Python 因其简洁的语法和强大的内置函数而特别适合这一挑战。

在本文中,我们将探讨 Python 中代码高尔夫的一些技术和策略,以及适用的示例和输出。

使用列表推导

列表推导是 Python 中一个强大的工具,可用于以简洁易读的方式创建列表。在代码高尔夫中,列表推导可以取代较长的循环和条件。例如,考虑以下代码,它创建了 1 到 10 之间的所有偶数的列表:

even_numbers = []
for i in range(1, 11):
    if i % 2 == 0:
        even_numbers.append(i)

使用列表推导式,此代码可以精简为一行:

示例

even_numbers = [i for i in range(1, 11) if i % 2 == 0]
print(even_numbers)

输出

[2, 4, 6, 8, 10]

此代码使用列表推导式(而不是 for 循环和 append() 方法)生成与上一个示例相同的从 1 到 10 的偶数列表。使用列表推导可以显著减少实现特定结果所需的代码量,使其成为代码编写中的强大工具。

使用内置函数

Python 具有广泛的内置函数,可用于以简洁的方式执行常见操作。在代码编写时,熟悉这些函数及其语法非常重要。例如,考虑以下计算 1 到 10 之间所有偶数之和的代码:

even_numbers = [i for i in range(1, 11) if i % 2 == 0]
even_sum = 0
for num in even_numbers:
    even_sum += num

使用内置 sum() 函数可将此代码精简为一行:

示例

even_sum = sum([i for i in range(1, 11) if i % 2 == 0])
print(even_sum)

输出

30

使用 sum() 和列表推导式生成从 1 到 10 的偶数列表需要的代码更少,并将它们的总和打印为输出。

使用快捷方式

在 Python 中,存在几种快捷方式和简写符号,可以有效减少某些操作所需的代码量。例如,让我们看一下以下代码,该代码验证列表中是否存在特定值:

a, b = 0, 1
for i in range(10):
    print(a)
    a, b = b, a+b

使用 lambda 函数和 functools 模块中的 reduce() 函数可以将这段代码精简为一行:

示例

from functools import reduce
print(*(reduce(lambda f, _: f+[f[-1]+f[-2]], range(8), [0, 1])), sep='\n')

输出

3
0
1
1
2
3
5
8
13

该程序计算"Hello, World!"中的元音,并使用 reduce() 和 lambda 函数生成前 8 个斐波那契数,然后打印该序列。

使用 Lambda 函数

在 Python 中,lambda 函数是无名函数,可以在一行代码中声明。当需要快速定义简单函数时,Lambda 函数在代码打磨中特别有用。例如,考虑以下代码,该代码根据每个元组的第二个元素对元组列表进行排序:

my_list = [(1, 3), (2, 1), (3, 2)]
def sort_by_second(elem):
    return elem[1]
sorted_list = sorted(my_list, key=sort_by_second)

使用 lambda 函数可以将此代码精简为一行:

示例

my_list = [(1, 3), (2, 1), (3, 2)]
sorted_list = sorted(my_list, key=lambda x: x[1])

输出

[(2, 1), (3, 2), (1, 3)]

通过使用 lambda 函数,我们可以以简洁易读的方式定义排序标准,而无需单独的函数定义。

避免冗余代码

编写代码时,避免编写冗余或重复的代码非常重要。这可能包括不必要的变量、循环或条件。例如,考虑以下计算字符串中元音数量的代码:

my_string = "Hello, World!"
vowel_count = 0
for char in my_string:
    if char in "aeiouAEIOU":
        vowel_count += 1
print(vowel_count)

通过使用 count() 函数和 str.lower() 方法,此代码可以精简为一行:

示例

my_string = "Hello, World!"
print(sum(my_string.lower().count(vowel) for vowel in "aeiou"))

输出

3

通过使用 count() 函数和 str.lower() 方法,我们可以以更简洁、更易读的方式执行相同的操作。

代码高尔夫示例

为了演示我们讨论过的一些技巧和策略,让我们看一些 Python 中的代码高尔夫示例。

示例:FizzBu​​zz

FizzBu​​zz 问题是一个常见的编码挑战,涉及打印从 1 到 100 的数字,将 3 的倍数替换为"Fizz",将 5 的倍数替换为"Buzz",将 3 和 5 的倍数都替换为"FizzBu​​zz"。以下是使用传统循环和条件方法解决 FizzBu​​zz 问题的方法:

for i in range(1, 101):
    if i % 15 == 0:
        print("FizzBuzz")
    elif i % 3 == 0:
        print("Fizz")
    elif i % 5 == 0:
        print("Buzz")
    else:
        print(i)

使用列表推导和字符串连接,此代码可以精简为一行:

print('\n'.join("Fizz"*(i%3==0)+"Buzz"*(i%5==0) or str(i) for i in range(1,101)))

通过使用列表推导和字符串连接,我们可以显著减少解决 FizzBu​​zz 问题所需的代码量。

输出程序将 3 的倍数替换为"Fizz",将 5 的倍数替换为"Buzz",将 3 和 5 的倍数都替换为"FizzBu​​zz"。所有其他数字都按原样打印。

结论

总之,代码高尔夫是一种流行的编程方法,涉及编写尽可能少的字符来完成任务的代码。在 Python 中,有几种技术可用于减小代码大小,例如使用列表推导、lambda 函数和内置函数(如 sum() 和 sorted())。虽然代码高尔夫可以是一项有趣且具有教育意义的练习,但重要的是要记住,在为实际应用程序编写代码时,代码的可读性和可维护性应该始终是首要任务。因此,虽然追求尽可能短的代码可能很诱人,但保持代码清晰易懂也很重要,无论是对您自己还是他人而言。


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