python 之生成器表达式，以及与列表推导式的区别

生成器表达式是一种在 Python 中用来创建生成器的高效方法。生成器表达式和列表推导式类似，但使用圆括号来表示。与列表推导式不同的是，生成器表达式不会立即计算和存储所有值，而是按需逐个生成值，这样可以节省内存。

生成器表达式

基本结构

生成器表达式的基本结构如下：

gen_exp = (expression for item in iterable)

• expression 是要生成的值或对元素的操作。
• item 是可迭代对象中的每个元素。
• iterable 是一个可迭代对象，如列表、元组等。

示例

生成一个简单的生成器

gen = (x * 2 for x in range(5))
print(gen)  # 输出:  at 0x7f64b6c0c4c0>

遍历生成器并获取值

gen = (x * 2 for x in range(5))

for value in gen:
    print(value)  # 0, 2, 4, 6, 8

使用条件过滤

gen = (x for x in range(10) if x % 2 == 0)
print(list(gen))  # 输出: [0, 2, 4, 6, 8]

优点

• 惰性计算：生成器表达式是按需生成值的，节省内存。
• 高效：适用于大型数据集，无需一次性加载全部数据。

生成器表达式是一种强大的工具，特别适用于大型数据集，它可以在需要时逐个产生值，而不是提前生成所有值，这对于内存敏感的情况非常有用。

生成器表达式与列表推导式的区别

生成器表达式和列表推导式在 Python 中都用于快速构建序列，但它们之间有一些关键的区别，特别是在性能和内存使用方面。

1. 返回类型

• 生成器表达式：生成器表达式返回一个生成器对象，用于按需产生值。
• 列表推导式：列表推导式返回一个列表，其中包含所有生成的值。

2. 生成方式

• 生成器表达式：按需生成值，只在需要时一个一个地产生值，不提前生成所有值。
• 列表推导式：立即生成并存储所有值在内存中，因此占用的内存较多。

3. 内存占用

• 生成器表达式：占用的内存较少，因为只在需要时逐个生成值。
• 列表推导式：会提前生成全部的值并存储在内存中，对于大型数据集可能占用大量内存。

4. 访问方式

• 生成器表达式：只能从左到右按需访问一次，生成的值不会被保留，生成器对象只能访问一次，再次访问就是空。
• 列表推导式：生成的列表可以多次访问，所有的值都被存储在内存中。

示例

生成器表达式

gen = (x * 2 for x in range(5))
print(gen)  # 输出:  at 0x7f64b6c0c4c0>

列表推导式

list_comp = [x * 2 for x in range(5)]
print(list_comp)  # 输出: [0, 2, 4, 6, 8]

总结

• 生成器表达式更节省内存，特别适用于大型数据集。
• 列表推导式会提前生成所有值，适用于需要多次访问的场景。

根据需要选择合适的工具。如果只需一次迭代或内存有限，生成器表达式是更好的选择；如果需要多次访问或需要立即获得所有值，列表推导式更适合。