feat(python进阶): 完成第三至第八课教学内容

02_python进阶/2_4_推导式与简化写法/README.md

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+# 第 2-4 课：推导式与简化写法
+
+## 一、本课目标
+
+完成本课后，你将能够：
+
+1. 解释推导式是什么，以及它适合解决什么问题；
+2. 使用列表推导式转换和筛选数据；
+3. 使用字典推导式创建键值对应关系；
+4. 使用集合推导式收集不重复的数据；
+5. 使用简单的条件表达式返回二选一结果；
+6. 在普通循环和推导式之间选择更清晰的写法；
+7. 避免编写难以阅读的复杂推导式。
+
+## 二、前置知识
+
+学习本课前，需要掌握：
+
+- 列表、字典和集合；
+- `for` 循环和 `if` 条件判断；
+- 函数、参数和返回值；
+- 字典的 `get()` 方法。
+
+## 三、推导式是什么
+
+推导式（Comprehension）是 Python 根据可遍历数据快速创建新集合的一种写法。
+
+第一阶段中，我们使用普通循环生成新列表：
+
+```python
+agent_names = []
+
+for agent in agents:
+    agent_names.append(agent["name"])
+```
+
+使用列表推导式可以写成：
+
+```python
+agent_names = [agent["name"] for agent in agents]
+```
+
+两段代码的结果相同。推导式没有改变原来的 `agents`，而是创建并返回一个新列表。
+
+## 四、列表推导式的基本结构
+
+```python
+[需要保存的值 for 临时变量 in 可遍历数据]
+```
+
+示例：
+
+```python
+agent_names = [agent["name"] for agent in agents]
+```
+
+建议从右向左理解：
+
+1. `for agent in agents`：依次取出每个 Agent；
+2. `agent["name"]`：取得当前 Agent 的名称；
+3. `[...]`：把每次得到的名称放入新列表。
+
+推导式中的 `agent` 只是本次遍历使用的临时变量。
+
+## 五、使用列表推导式筛选数据
+
+普通循环写法：
+
+```python
+enabled_names = []
+
+for agent in agents:
+    if agent["enabled"]:
+        enabled_names.append(agent["name"])
+```
+
+列表推导式写法：
+
+```python
+enabled_names = [
+    agent["name"]
+    for agent in agents
+    if agent["enabled"]
+]
+```
+
+带筛选条件的结构是：
+
+```python
+[需要保存的值 for 临时变量 in 可遍历数据 if 条件]
+```
+
+只有条件为 `True` 的数据才会进入新列表。
+
+## 六、转换与筛选的区别
+
+转换表示每条数据都参与，但保存为另一种形式：
+
+```python
+name_lengths = [len(agent["name"]) for agent in agents]
+```
+
+筛选表示只有符合条件的数据才保留：
+
+```python
+enabled_agents = [agent for agent in agents if agent["enabled"]]
+```
+
+一个推导式也可以同时转换和筛选：
+
+```python
+enabled_names = [
+    agent["name"]
+    for agent in agents
+    if agent["enabled"]
+]
+```
+
+## 七、字典推导式
+
+字典推导式（Dictionary Comprehension）用于创建新字典：
+
+```python
+tool_counts = {
+    agent["name"]: len(agent.get("tools", []))
+    for agent in agents
+}
+```
+
+基本结构：
+
+```python
+{键: 值 for 临时变量 in 可遍历数据}
+```
+
+上述示例的结果类似：
+
+```python
+{
+    "代码助手": 2,
+    "聊天助手": 1,
+}
+```
+
+字典的键不能重复。如果多个数据生成同一个键，后生成的值会覆盖之前的值。因此，应先确认选作键的数据具有合适的唯一性。
+
+## 八、集合推导式
+
+集合推导式（Set Comprehension）用于创建不包含重复值的集合：
+
+```python
+models = {agent["model"] for agent in agents}
+```
+
+基本结构：
+
+```python
+{需要保存的值 for 临时变量 in 可遍历数据}
+```
+
+集合与字典都使用花括号，但字典推导式包含 `键: 值`，集合推导式只有一个值。
+
+如果每个 Agent 中还有一个工具列表，可以使用两层 `for`：
+
+```python
+unique_tools = {
+    tool
+    for agent in agents
+    for tool in agent.get("tools", [])
+}
+```
+
+它等价于：
+
+```python
+unique_tools = set()
+
+for agent in agents:
+    for tool in agent.get("tools", []):
+        unique_tools.add(tool)
+```
+
+本课只练习这一种容易理解的两层结构，不加入更多条件。
+
+## 九、条件表达式
+
+条件表达式（Conditional Expression）可以根据一个条件从两个值中选择一个：
+
+```python
+status_text = "启用" if enabled else "停用"
+```
+
+执行顺序：
+
+1. 检查 `enabled`；
+2. 条件为 `True`，得到 `"启用"`；
+3. 条件为 `False`，得到 `"停用"`。
+
+它等价于：
+
+```python
+if enabled:
+    status_text = "启用"
+else:
+    status_text = "停用"
+```
+
+条件表达式适合简单的二选一。如果每个分支需要执行多步操作，应继续使用普通 `if...else`。
+
+## 十、筛选条件与条件表达式不要混淆
+
+筛选只决定某条数据是否保留：
+
+```python
+[agent["name"] for agent in agents if agent["enabled"]]
+```
+
+条件表达式会为每条数据选择一个结果：
+
+```python
+[
+    "启用" if agent["enabled"] else "停用"
+    for agent in agents
+]
+```
+
+第一段结果数量可能减少，第二段会为每个 Agent 产生一个状态文字。
+
+## 十一、什么时候使用普通循环
+
+以下情况优先使用普通循环：
+
+- 每次遍历需要执行多个步骤；
+- 需要输出中间过程；
+- 包含多层条件判断；
+- 推导式换行后仍难以理解；
+- 需要在循环中提前 `break` 或 `return`。
+
+代码行数更少不代表代码更好。能够让自己和其他人快速理解的写法才更合适。
+
+## 十二、完整示例
+
+示例文件：
+
+```text
+02_python进阶/2_4_推导式与简化写法/comprehension_example.py
+```
+
+示例会演示：
+
+1. 普通循环与列表推导式得到相同结果；
+2. 筛选已启用的 Agent 名称；
+3. 创建名称到工具数量的字典；
+4. 收集所有不重复工具；
+5. 使用条件表达式显示 Agent 状态。
+
+## 十三、运行方法
+
+在项目根目录运行示例：
+
+```powershell
+python .\02_python进阶\2_4_推导式与简化写法\comprehension_example.py
+```
+
+完成练习后运行：
+
+```powershell
+python .\02_python进阶\2_4_推导式与简化写法\practice.py
+```
+
+## 十四、预期结果
+
+```text
+普通循环结果：['代码助手', '测试助手']
+列表推导式结果：['代码助手', '测试助手']
+工具数量字典：{'代码助手': 2, '聊天助手': 1, '测试助手': 2}
+不重复工具：['搜索', '测试', '终端']
+Agent 状态：
+- 代码助手：启用
+- 聊天助手：停用
+- 测试助手：启用
+```
+
+集合没有固定顺序。示例使用 `sorted()` 只是为了让输出顺序稳定，便于核对；集合本身仍然不保证顺序。
+
+## 十五、常见错误
+
+### 15.1 忘记最外层括号
+
+列表推导式使用方括号，字典和集合推导式使用花括号。
+
+### 15.2 把筛选条件写到错误位置
+
+筛选条件写在 `for...in...` 后面：
+
+```python
+[agent["name"] for agent in agents if agent["enabled"]]
+```
+
+### 15.3 混淆字典和集合推导式
+
+```python
+{agent["name"] for agent in agents}
+```
+
+这是集合，因为没有 `键: 值`。创建字典必须写冒号。
+
+### 15.4 推导式过于复杂
+
+不要在一个推导式中堆叠多层条件表达式。看不懂时应立即改回普通循环。
+
+### 15.5 误以为推导式会修改原数据
+
+推导式通常创建新列表、新字典或新集合。除非其中主动修改对象，否则原集合不会因为推导式本身被替换。
+
+## 十六、课堂练习
+
+打开 `practice.py`，依次完成：
+
+1. 创建全部 Agent 名称列表；
+2. 筛选已启用 Agent 的名称；
+3. 创建名称到模型的字典；
+4. 收集不重复工具；
+5. 使用条件表达式返回状态文字；
+6. 在 `main()` 中保存并输出所有返回结果。
+
+题目已经给出参数、返回值、示例数据和预期结果。请先独立完成。
+
+## 十七、参考答案
+
+参考答案暂不写入练习文件。你完成后，我会从正确性、可读性和知识掌握情况三个方面验证，并重点检查你是否能够解释推导式，而不只是记住格式。
+
+## 十八、本课小结
+
+- 推导式可以根据已有数据创建新集合；
+- 列表推导式使用 `[]`；
+- 字典推导式使用 `{键: 值}`；
+- 集合推导式使用 `{值}`；
+- 末尾的 `if` 用于筛选；
+- 条件表达式用于从两个结果中选择一个；
+- 推导式适合简单逻辑，复杂逻辑应使用普通循环；
+- 清晰比简短更重要。
+
+## 十九、验收标准
+
+- 能用普通循环和列表推导式实现相同功能；
+- 能解释列表推导式各部分的执行顺序；
+- 能使用末尾 `if` 筛选数据；
+- 能创建名称到模型的字典；
+- 能使用集合推导式去重；
+- 能正确使用简单条件表达式；
+- 能区分筛选条件与条件表达式；
+- 所有练习函数通过 `return` 返回结果；
+- 推导式不会修改原始 Agent 列表；
+- 没有为了简短而编写难以阅读的复杂表达式。

02_python进阶/2_4_推导式与简化写法/comprehension_example.py

@@ -0,0 +1,77 @@
+# 第 2-4 课完整示例：推导式与简化写法
+#
+# 本示例先展示普通循环，再展示作用相同的推导式。
+# 推导式适合简单的数据转换和筛选，不应为了缩短代码而堆叠复杂逻辑。
+
+
+def get_enabled_agent_names(agents):
+    """使用列表推导式返回所有已启用 Agent 的名称。"""
+    return [agent["name"] for agent in agents if agent["enabled"]]
+
+
+def get_agent_tool_counts(agents):
+    """使用字典推导式建立 Agent 名称与工具数量的对应关系。"""
+    return {
+        agent["name"]: len(agent.get("tools", []))
+        for agent in agents
+    }
+
+
+def get_unique_tools(agents):
+    """使用集合推导式收集不重复的工具名称。"""
+    return {
+        tool
+        for agent in agents
+        for tool in agent.get("tools", [])
+    }
+
+
+def get_status_text(agent):
+    """使用条件表达式返回简短的中文状态。"""
+    return "启用" if agent["enabled"] else "停用"
+
+
+def main():
+    """准备 Agent 数据，并演示四种简化写法。"""
+    agents = [
+        {
+            "name": "代码助手",
+            "enabled": True,
+            "tools": ["搜索", "终端"],
+        },
+        {
+            "name": "聊天助手",
+            "enabled": False,
+            "tools": ["搜索"],
+        },
+        {
+            "name": "测试助手",
+            "enabled": True,
+            "tools": ["终端", "测试"],
+        },
+    ]
+
+    # 普通循环写法：先创建空列表，再逐条判断和添加。
+    names_from_loop = []
+    for agent in agents:
+        if agent["enabled"]:
+            names_from_loop.append(agent["name"])
+
+    # 列表推导式可以简洁表达同一个“遍历、筛选、保存”过程。
+    enabled_names = get_enabled_agent_names(agents)
+    tool_counts = get_agent_tool_counts(agents)
+    unique_tools = get_unique_tools(agents)
+
+    print(f"普通循环结果：{names_from_loop}")
+    print(f"列表推导式结果：{enabled_names}")
+    print(f"工具数量字典：{tool_counts}")
+    print(f"不重复工具：{sorted(unique_tools)}")
+    print("Agent 状态：")
+
+    for agent in agents:
+        status_text = get_status_text(agent)
+        print(f"- {agent['name']}：{status_text}")
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    main()

02_python进阶/2_4_推导式与简化写法/practice.py

@@ -0,0 +1,65 @@
+# 第 2-4 课课堂练习：推导式与简化写法
+#
+# 请先阅读讲义并运行完整示例，再按照题目顺序完成。
+# 每个函数都需要使用 return 返回结果，不要只在函数中 print()。
+# 不要删除题目、测试数据、预期结果和自查注释。
+
+
+# 第一部分：定义 get_agent_names(agents) 函数
+# 1. 使用列表推导式遍历 agents。
+# 2. 取出每个字典中的 name。
+# 3. return 生成的新列表，不要修改原列表。
+# 4. 调用后保存结果并输出。
+# 5. 预期结果：['代码助手', '聊天助手', '测试助手']。
+
+# 第二部分：定义 get_enabled_agent_names(agents) 函数
+# 1. 使用带 if 的列表推导式。
+# 2. 只保留 enabled 为 True 的 Agent 名称。
+# 3. return 新列表。
+# 4. 预期结果：['代码助手', '测试助手']。
+
+# 第三部分：定义 get_model_mapping(agents) 函数
+# 1. 使用字典推导式。
+# 2. 字典的键是 Agent 名称，值是模型名称。
+# 3. return 新字典。
+# 4. 预期结果：
+#    {'代码助手': 'gpt-5', '聊天助手': 'o3', '测试助手': 'gpt-5'}。
+
+# 第四部分：定义 get_unique_tools(agents) 函数
+# 1. 使用集合推导式和两层 for。
+# 2. 外层遍历 agents，内层遍历每个 agent.get("tools", [])。
+# 3. return 不重复的工具集合。
+# 4. 预期集合包含：搜索、终端、测试。
+# 5. 集合没有固定顺序，验收时比较内容，不比较显示顺序。
+
+# 第五部分：定义 get_status_text(enabled) 函数
+# 1. 使用条件表达式，不使用多行 if...else。
+# 2. enabled 为 True 时 return "启用"，否则 return "停用"。
+# 3. 分别传入 True 和 False。
+# 4. 预期结果分别是“启用”和“停用”。
+
+# 第六部分：定义 main() 函数
+# 1. 依次调用前面五个函数，并把每个返回值保存到有意义的变量中。
+# 2. 使用 print() 输出所有 Agent 名称、启用名称、模型字典和工具集合。
+# 3. 调用 get_status_text(agents[0]["enabled"]) 并输出第一个 Agent 的状态。
+# 4. 添加程序入口判断，直接运行本文件时调用 main()。
+
+# 最终验收测试：
+# 1. get_agent_names(agents) 返回三个名称；
+# 2. get_enabled_agent_names(agents) 只返回两个启用的名称；
+# 3. get_model_mapping(agents) 返回名称到模型的正确映射；
+# 4. get_unique_tools(agents) 返回三个不重复工具；
+# 5. get_status_text(True) 返回“启用”；
+# 6. get_status_text(False) 返回“停用”；
+# 7. 所有函数都使用 return 返回结果；
+# 8. 推导式没有修改原始 agents；
+# 9. 没有使用嵌套条件表达式或难以阅读的复杂推导式。
+
+
+# 完成后自查：
+# 1. 是否能从左到右解释每个推导式的执行过程；
+# 2. 是否分清列表、字典和集合推导式使用的括号；
+# 3. 是否知道筛选条件写在推导式末尾；
+# 4. 是否知道条件表达式的结果分别写在 if 两侧；
+# 5. 是否优先保证可读性，而不是一味缩短代码；
+# 6. 是否保留了完整题目和验收说明。