Python 代码高尔夫

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代码高尔夫是一种编程竞赛，它挑战参与者编写程序以尽可能少的字符数来解决特定问题。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来完成，但 Python 由于其简洁的语法和强大的内置函数，特别适合这项挑战。

在本文中，我们将探讨一些在 Python 中进行代码高尔夫的技术和策略，并在适用的情况下提供示例和输出。

使用列表推导式

列表推导式是 Python 中一个强大的工具，可以以简洁易读的方式创建列表。在代码高尔夫中，列表推导式可以替代更长的循环和条件语句。例如，考虑以下代码，它创建了一个包含 1 到 10 之间所有偶数的列表

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

可以使用列表推导式将此代码压缩为一行

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]

这段代码使用列表推导式而不是 for 循环和 append() 方法生成了与前一个示例相同的 1 到 10 之间的偶数列表。使用列表推导式可以显著减少实现特定结果所需的代码量，使其成为代码高尔夫中的强大工具。

使用内置函数

Python 拥有广泛的内置函数，可以用来以简洁的方式执行常见操作。进行代码高尔夫时，务必熟悉这些函数及其语法。例如，考虑以下代码，它计算 1 到 10 之间所有偶数的和

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

可以使用内置的 sum() 函数将此代码压缩为一行

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 1 到 10 之间的偶数列表，代码更少，并打印它们的和作为输出。

使用快捷方式

在 Python 中，存在一些快捷方式和简写符号，可以有效地减少某些操作所需的代码量。例如，让我们来看一下以下代码，它验证特定值是否存在于列表中

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

可以使用来自 functools 模块的 lambda 函数和 reduce() 函数将此代码压缩为一行

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

程序计算“Hello, World！”中的元音个数，并使用 reduce() 和 lambda 函数生成前 8 个斐波那契数，然后打印序列。

使用 Lambda 函数

在 Python 中，lambda 函数是可以在一行代码中声明的无名函数。当需要快速定义简单的函数时，lambda 函数在代码高尔夫中特别有用。例如，考虑以下代码，它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)

可以使用 lambda 函数将此代码压缩为一行

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条件，而无需单独的函数定义。

避免冗余代码

进行代码高尔夫时，务必避免编写冗余或重复的代码。这可能包括不必要的变量、循环或条件语句。例如，考虑以下代码，它计算字符串中元音的个数

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

可以使用 count() 函数和 str.lower() 方法将此代码压缩为一行

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

为了演示我们已经讨论过的一些技术和策略，让我们来看一些 Python 中的代码高尔夫示例。

示例：FizzBuzz

FizzBuzz 问题是一个常见的编码挑战，它涉及打印 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 的倍数替换为“FizzBuzz”。这是一个使用传统循环和条件方法解决 FizzBuzz 问题的方案

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)

可以使用列表推导式和字符串连接将此代码压缩为一行

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

通过使用列表推导式和字符串连接，我们可以显著减少解决 FizzBuzz 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 的倍数替换为“FizzBuzz”。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，它涉及编写代码以尽可能少的字符数完成任务。在 Python 中，可以使用多种技术来减少代码大小，例如使用列表推导式、lambda 函数和 sum() 和 sorted() 等内置函数。虽然代码高尔夫可能是一项有趣且有教育意义的练习，但必须记住，在为现实世界应用程序编写代码时，代码的可读性和可维护性始终应该优先考虑。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同样重要，方便自己和他人理解。