列表推導式是 Python 中一個非常強大的工具，可以讓你以簡潔的方式創建列表。當你掌握了基本的列表推導式后，下一步就是學習如何在列表推導式中使用嵌套邏輯。本文將逐步引導你從簡單的嵌套邏輯到更復雜的多層嵌套，幫助你全面掌握這一技能。

1. 基本的列表推導式

首先，我們回顧一下基本的列表推導式。假設我們要創建一個包含 0 到 9 的平方的列表：

squares = [x**2 for x in range(10)]
print(squares)
# 輸出: [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

這段代碼中，[x**2 for x in range(10)] 就是一個列表推導式，它遍歷 range(10) 中的每個元素 x，并計算 x**2，最終生成一個列表。

2. 單層條件過濾

在列表推導式中加入條件過濾可以讓我們更靈活地控制生成的列表。例如，我們只保留平方數中偶數的部分：

even_squares = [x**2 for x in range(10) if x**2 % 2 == 0]
print(even_squares)
# 輸出: [0, 4, 16, 36, 64]

這里，if x**2 % 2 == 0 是一個條件過濾，只有當 x**2 是偶數時，才會將其添加到列表中。

3. 嵌套循環

接下來，我們來看看如何在列表推導式中使用嵌套循環。假設我們有兩個列表 a 和 b，我們想創建一個新的列表，包含所有可能的 (x, y) 組合：

a = [1, 2, 3]
b = ['a', 'b', 'c']
combinations = [(x, y) for x in a for y in b]
print(combinations)
# 輸出: [(1, 'a'), (1, 'b'), (1, 'c'), (2, 'a'), (2, 'b'), (2, 'c'), (3, 'a'), (3, 'b'), (3, 'c')]

這里的 [(x, y) for x in a for y in b] 表示先遍歷 a 中的每個元素 x，然后對于每個 x，再遍歷 b 中的每個元素 y，生成 (x, y) 對。

4. 嵌套條件過濾

在嵌套循環中，我們也可以加入條件過濾。假設我們只想保留 x 和 y 之和為奇數的組合：

a = [1, 2, 3]
b = ['a', 'b', 'c']
filtered_combinations = [(x, y) for x in a for y in b if (x + ord(y)) % 2 != 0]
print(filtered_combinations)
# 輸出: [(1, 'a'), (1, 'c'), (2, 'b'), (3, 'a'), (3, 'c')]

這里，if (x + ord(y)) % 2 != 0 是一個條件過濾，只有當 x 和 y 的 ASCII 值之和為奇數時，才會將其添加到列表中。

5. 多層嵌套

在某些情況下，我們可能需要更深層次的嵌套。假設我們有一個二維列表，我們想將其展平成一維列表：

matrix = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
flattened = [num for row in matrix for num in row]
print(flattened)
# 輸出: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

這里的 [num for row in matrix for num in row] 表示先遍歷 matrix 中的每一行 row，然后對于每一行 row，再遍歷其中的每個元素 num，生成一維列表。

6. 嵌套列表推導式

有時候，我們需要在列表推導式中嵌套另一個列表推導式。假設我們有一個列表，每個元素都是一個列表，我們想創建一個新的列表，每個元素是原列表中對應位置的最大值：

lists = [[1, 2, 3], [4, 5, 6], [7, 8, 9]]
max_values = [max(row) for row in lists]
print(max_values)
# 輸出: [3, 6, 9]

這里的 [max(row) for row in lists] 表示遍歷 lists 中的每一行 row，并計算每行的最大值，生成新的列表。

7. 實戰案例：生成素數列表

最后，我們來看一個實際的案例：生成一個指定范圍內的所有素數。素數是指只能被 1 和自身整除的自然數。

def is_prime(n):
    if n < 2:
        return False
    for i in range(2, int(n**0.5) + 1):
        if n % i == 0:
            return False
    return True

primes = [x for x in range(2, 50) if is_prime(x)]
print(primes)
# 輸出: [2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47]

這里，is_prime 函數用于判斷一個數是否為素數，[x for x in range(2, 50) if is_prime(x)] 表示遍歷 2 到 49 之間的每個數 x，如果 x 是素數，則將其添加到列表中。

總結

本文介紹了 Python 列表推導式中的嵌套邏輯，從基本的列表推導式到單層條件過濾，再到嵌套循環和多層嵌套，最后通過一個實戰案例展示了如何生成指定范圍內的素數列表。