Python中列表生成器的使用

在Python中，列表生成器与列表推导式都属于列表的高级运用。列表推导式用于用简练的的代码生成列表，而列表生成器则用于元素比较多的列表，它可以在不占用过多内存的情况下，使用这种“大列表”。

相关链接1 列表推导式的相关内容，请参考Python中List推导式的使用方法-CSDN博客

使用列表生成器的方法有两种：一种是直接使用，另一种是通过自定义函数使用。

1 直接使用

1.1 语法

可以直接通过代码创建列表生成器，其语法如下：

(表达式 for循环 [if语句])

从以上语法可以看出，列表生成器与列表推导式的格式非常相似，只是把方括号[]改为了圆括号()。

1.2 创建生成器

创建列表生成器的代码如图1所示：

图1 创建列表生成器

此时，ge1保存了创建的列表生成器，使用type(ge1)查看其类型为“generator”，即生成器。

1.3 使用生成器

此时的ge1只是一个生成器，可以把它看作是一个“算法”变量，ge1并不包括相关数据。可以通过next()方法或者for循环来动态的产生数据。

1.3.1 next()方法产生数据

可以通过以下代码产生数据：

图2 通过next()产生数据

注意1 通过next()方法产生数据时，只能“向前”产生数据，不能再次产生之前的数据了。

注意2 当所有数据产生完毕后，再次调用next()方法会抛出异常。

1.3.2 for循环产生数据

使用for循环产生数据的代码如图3所示。

图3 通过for循环产生数据

注意3 通过for循环产生数据时，需要重新创建一个新的列表生成器，这样才能产生完整的数据，否则产生的数据会接着之前调用的next()方法的数据，如图4所示。

图4 for循环产生的不完整数据

2 自定义函数使用

在自定义函数中，通过关键字yield使用列表生成器，代码如图5所示。

图5 通过自定义函数使用列表生成器

从图中可以看出，在自定义函数f()中，使用yield返回了i的平方。调用f()，并且将返回值保存在ge2中，此时的ge2的类型为generator，即列表生成器。接下来就可以通过next()或者for循环通过列表生成器来产生相应数据了。

3 生成器与推导式的区别

列表推导式在创建的时候，已经产生了相应的数据，即已经占用了内存；而生成器在创建的时候，只是创建了“算法”，并没有创建相应数据，在后续调用next()或者for循环时，才会产生相应的数据。也就是说，列表推导式是不管数据用不用，先产生，用哪个的时候在去查找；而生成器是不产生数据，用哪个数据时再来产生，这样，对于包含很多元素的列表，即“大列表”，使用生成器就可以节约内存。

在PyCharm中定义如图6所示的两个变量。

图6 定义生成器和推导式变量

其中，ge1是列表生成器变量，co1是列表推导式变量，调试该代码，得到ge1与co1的结构如图7所示。

图7 co1与ge1的结构

从上图可以看到，列表推导式变量co1已经包含了所有数据；而列表生成器变量ge1仅仅是一个变量，未包含任何数据。