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Python 實戰：用 filter 優雅處理「髒」數據——以自動產生檔名為例

by · 2025-12-18

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Python 實戰：用 filter 優雅處理「髒」數據——以自動產生檔名為例 - 儲蓄保險王

在處理檔案命名、資料清洗或字串拼接時，我們常會遇到一個棘手問題：「有些欄位可能是空的，有些可能是 None，怎麼把它們乾淨地接在一起？」

如果寫一堆 if x is not None:，程式碼會變得又臭又長。今天我們透過一個真實的自動化文件命名案例，來學習 Python 中最強大的過濾神器：filter()。

1. 真實場景：為技術文件自動產生檔名

假設我們正在寫一個腳本，將技術規格書的章節匯出成獨立的 Word 檔。我們希望檔名包含「章節編號」和「完整標題路徑」，例如：
2.2--iecfbt-spec__硬件软件需求__opentest-server需求.docx

我們的程式邏輯如下：

# 模擬從文件解析出來的兩個變數
path_part = '2.2'  # 章節編號前綴
title_part = 'iecfbt-spec__硬件软件需求__opentest-server需求' # 標題鏈

# 我們希望用 '--' 將它們連起來
# 但如果 path_part 是空字串呢？如果 title_part 是 None 呢？

傳統寫法（不推薦）

如果不使用 filter，為了避免出現 --title 或 prefix-- 這種醜陋的檔名，你可能得這樣寫：

parts = []
if path_part:
    parts.append(path_part)
if title_part:
    parts.append(title_part)

fname_base = '--'.join(parts)

這雖然能用，但太囉嗦了。

2. 優雅解法：filter(None, iterable)

Python 的 filter 函數配合 None 參數，是處理這種「空值過濾」的絕佳語法糖。

# 一行搞定
fname_base = '--'.join(filter(None, [path_part, title_part]))

這是什麼黑魔法？

filter(function, iterable) 的運作原理是：將列表中的每個元素丟進函數檢查，只保留回傳 True 的元素。

當你傳入 None 作為第一個參數時，Python 會執行預設行為：過濾掉所有「真值測試 (Truth Value Testing)」為 False 的元素。

在 Python 中，以下都會被視為 False 並被踢除：

  • None
  • 空字串 ""
  • 空列表 []
  • 數字 0

實戰演練：各種情境測試

讓我們看看 filter 如何完美處理你的檔名生成邏輯：

情境 A：標準狀況（兩者都有值）

path_part = '2.2'
title_part = 'iecfbt-spec__硬件软件需求__opentest-server需求'

# 一行搞定
fname_base = '--'.join(filter(None, [path_part, title_part]))

# filter(None, [...]) -> 保留 ['2.2', 'iecfbt-spec...']
# join 結果:
# "2.2--iecfbt-spec__硬件软件需求__opentest-server需求"
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✅ 完美連接。

情境 B：沒有章節編號（path_part 為空）

有些文件首頁沒有編號，path_part 可能是空字串。

# %%
path_part = '' 
title_part = 'System_Overview'

# filter(None, ['', 'System_Overview']) -> 空字串被踢掉，只剩 ['System_Overview']
# join 結果:
# "System_Overview"
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✅ 沒有多餘的 -- 在前面。

情境 C：程式出錯導致標題遺失（title_part 為 None）

path_part = '3.1'
title_part = None

# filter(None, ['3.1', None]) -> None 被踢掉，只剩 ['3.1']
# join 結果:
# "3.1"

✅ 程式不會崩潰，也不會出現 3.1--。

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3. 進階應用：在 List Comprehension 中使用

有一段處理 chain_titles 的邏輯：

chain_titles = []
for cp in chain_parts:
    cleaned = ... # 一連串清理動作
    # 這裡用了一個 or 技巧，如果清理完是空的，就給個預設值
    chain_titles.append(_sanitize_filename(cleaned) or f't_{idx_h:03d}')

如果我們想要更激進一點，直接丟棄那些清理後變為空字串的標題，而不是給預設值，我們可以結合 filter：

raw_titles = ["1. Introduction", " ", "2. Hardware"]

# 1. 先清理
cleaned_titles = [re.sub(r"^\d+\.\s*", "", t).strip() for t in raw_titles]
# 此時 cleaned_titles 可能是 ['Introduction', '', 'Hardware']

# 2. 再過濾
final_titles = list(filter(None, cleaned_titles))
# 結果: ['Introduction', 'Hardware']

總結

在 Python 中，只要看到**「我需要把幾個字串接起來，但有些可能是空的」**這種需求，請立刻想到：

separator.join(filter(None, [item1, item2, item3]))

這不僅讓你的 fname_base 生成邏輯更簡潔，也讓程式碼更具備 Pythonic（Python 風格）的優雅與強健性。

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filter 比較像是一個「守門員」或「篩子」，而不是一個「無限迴圈的清潔工」。

為什麼 filter 通常更有效率。

1. filter 是什麼？（守門員機制）

filter 只會掃描列表一次。它不會回頭，也不會重複檢查。

想像有一條輸送帶（你的 List），上面有很多箱子。filter 就像站在輸送帶中間的守門員。

  • 機制：箱子一個接一個過來，守門員看一眼。
    • 如果是空的（None, "", []），守門員把它踢掉。
    • 如果有東西，守門員讓它通過。
  • 次數：每個箱子只被檢查一次。
  • 結果：產生一個新的、乾淨的隊伍。

Python 程式碼範例：

raw_list = ["A", "", None, "B", [], "C"]

# filter(None, list) 是 Python 的捷徑，專門過濾掉「判定為 False」的東西
clean_list = list(filter(None, raw_list))

print(clean_list)
# 結果: ['A', 'B', 'C']

已經理解了 filter 的「守門員」概念，那麼列表推導式其實就是把「守門員」和「輸送帶」寫在同一行的語法糖。它通常比 filter 更直觀，也更符合 Python 的哲學（Readability counts）。

讓我們來拆解這個優雅的語法：

1. 語法拆解

clean_list = [x for x in raw_list if x]

這行程式碼可以拆解成三個部分來看，請試著用口語唸出來：

  1. for x in raw_list (輸送帶)：
    • 把 raw_list 裡面的東西，一個一個拿出來，暫時叫做 x。
  2. if x (守門員/過濾條件)：
    • 只有當 x 是「真」(True) 的時候，才允許通過。
    • 註：在 Python 裡，空字串 ""、空列表 []、數字 0、None 都會被視為「假」(False)。
  3. x (最前面的 x，結果)：
    • 通過守門員的 x，要變成什麼樣子？這裡我們只是原封不動地把它放進新列表。

翻譯成中文就是：

「請給我一個新列表，裡面的元素是 x，這些 x 來自 raw_list，而且前提是 x 必須有內容。」

2. 進階：它比 filter 強在哪裡？

filter 只能決定「要」或「不要」，但列表推導式可以同時做 「過濾」 和 「加工」。

情境 A：單純過濾 (和 filter 一樣)

假設我們要把空值去掉。

  • filter 寫法：
data = ["Apple", "", "Banana", None]
result = list(filter(None, data))
# ['Apple', 'Banana']

列表推導式：

result = [x for x in data if x]
# ['Apple', 'Banana']
  • (平手，都很簡潔)

情境 B：過濾 + 加工 (列表推導式勝出)

假設我們要把空值去掉，而且把留下來的字串全部轉成小寫。

  • filter 寫法 (需要配合 map，變得很複雜)：
data = ["Apple", "", "Banana", None]
# 先過濾，再轉小寫，讀起來很累
result = list(map(lambda x: x.lower(), filter(None, data)))
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列表推導式 (非常直覺)：

# 注意最前面的 x 變成了 x.lower()
result = [x.lower() for x in data if x]
# ['apple', 'banana']

3. 陷阱提示：if x 到底過濾了什麼？

你剛才提到 [[], "", None]，使用 if x 會把這些全部殺掉。這通常是好事，但有時候會「殺錯人」。

特別注意數字 0 和 False！

如果你的資料裡包含數字 0，用 if x 會不小心把它當成垃圾丟掉。

# %%
scores = [100, 90, 0, None, 50] # 0 分也是分數，不能丟掉！

# 錯誤寫法：0 被當成 False 丟掉了
wrong = [x for x in scores if x] 
# 結果: [100, 90, 50]  <-- 0 不見了！

# 正確寫法：明確指定「只要不是 None」
correct = [x for x in scores if x is not None]
# 結果: [100, 90, 0, 50] <-- 0 保留了
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總結

  1. filter：適合邏輯很單純，或者你已經有一個現成的函數可以當過濾器時使用。
  2. [x for x in list if x]：這是 Python 最推薦的寫法。它可讀性高、速度快，而且可以同時進行資料修改（例如轉小寫）。

以後看到這種寫法，就在腦中把它想成：
[ (3.結果) for (1.來源) if (2.條件) ]

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