Теория: Генерация строки в цикле

Генерация строк в циклах — задача, часто возникающая на практике. Типичный пример — функция, помогающая генерировать HTML-списки. Она принимает на вход коллекцию элементов и возвращает HTML-список из них:

coll = ["milk", "butter"]

build_HTML_list(coll)
# <ul><li>milk</li><li>butter</li></ul>

Как можно решить эту задачу в лоб:

1. Создать переменную result и записать в нее <ul>.
2. Пройтись циклом по элементам коллекции и дописать в результирующую строку очередной элемент <li>.
3. Добавить в конце </ul> и вернуть result из функции.

def build_HTML_list(coll):
    result = "<ul>"
    for item in coll:
        result = f"{result}<li>{item}</li>"
        # либо так: result += '<li>{item}</li>'
    result = f"{result}</ul>"

    return result


coll = ["milk", "butter"]

print(build_HTML_list(coll))
# => <ul><li>milk</li><li>butter</li></ul>

Такой способ вполне рабочий, но для большинства языков программирования максимально неэффективный. Дело в том, что конкатенация и интерполяция порождают новую строчку вместо старой. Подобная ситуация повторяется на каждой итерации. Причем строка становится все больше и больше. Копирование строк приводит к серьезному расходу памяти и может влиять на производительность. Конечно, для большинства приложений данная проблема неактуальна из-за малого объема прогоняемых данных, но более эффективный подход не сложнее в реализации и обладает рядом плюсов. Поэтому стоит сразу приучить себя работать правильно.

Правильно, в случае с динамическими языками – формировать список, который затем с помощью метода join() можно превратить в строку:

def build_HTML_list(coll):
    parts = []
    for item in coll:
        parts.append(f"<li>{item}</li>")

    # Метод join объединяет элементы списка в строку
    # В качестве разделителя между значениями
    # используется значение строки
    inner_value = "".join(parts)
    result = f"<ul>{inner_value}</ul>"
    return result

Размер кода практически не изменился, но способ формирования результата стал другим. Вместо строки, сначала собирается список, который затем превращается в строку с помощью метода .join(). У такого подхода есть и дополнительные плюсы:

• Такой код проще отлаживать. Данные, представленные списком, легче вычленять визуально и программно.
• Список — это структура, с ним можно производить дополнительные манипуляции. С готовой строкой уже ничего особо не сделать.

Регулируя разделитель, строки можно объединять разными способами. Например, через запятую с пробелом:

parts = ["python", "PHP", "Python"]
output = ", ".join(parts)

print(output)  # => python, PHP, Python

Если каждое слово надо вывести на новой строчке, то в качестве разделителя используем символ перевода строки '\n':

parts = ["python", "PHP", "Python"]

# Теперь каждое слово будет начинаться с новой строки
output = "\n".join(parts)

print(output)
# => python
# => PHP
# => Python

Последний пример особенно важен. Новички часто допускают ошибку и добавляют перевод строки в момент формирования списка, а не в join(). Посмотрите на пример с нашей функцией build_HTML_list().

Правильно:

def build_HTML_list(coll):
    parts = []
    for item in coll:
        parts.append(f"<li>{item}</li>")
    inner_value = "\n".join(parts)  # перевод строки
    result = f"<ul>{inner_value}</ul>"
    return result


coll = ["milk", "butter"]

build_HTML_list(coll)
print  # => <ul><li>milk</li>
print  # => <li>butter</li></ul>

Неправильно:

def build_HTML_list(coll):
    parts = []
    for item in coll:
        parts.append(f"\n<li>{item}</li>")
    inner_value = "".join(parts)  # разделителя нет
    result = f"<ul>{inner_value}</ul>"
    return result


coll = ["milk", "butter"]

build_HTML_list(coll)
print  # => <ul>
print  # => <li>milk</li>
print  # => <li>butter</li></ul>