Генераторные выражения в Python

В этой статье вы узнаете, как использовать генераторные выражения в Python для создания объектов-генераторов.

Генераторное выражение — это выражение, которое возвращает объект-генератор.

Напомним, что генераторная функция — это функция, которая содержит оператор yield и возвращает объект-генератор.

Например, ниже — генераторная функция:

def squares(length):
    for n in range(length):
        yield n ** 2

Генераторная функция squares() возвращает объект-генератор, который вычисляет квадраты чисел от 0 до length - 1.

Поскольку объект-генератор является итератором, вы можете использовать цикл for для перебора его элементов:

for square in squares(5):
    print(square)

Вывод

0
1
4
9
16

Генераторное выражение предоставляет более простой способ возвращать объект-генератор.

Давайте создадим генераторное выражение, которое возвращает квадраты целых чисел чисел от 0 до 4:

squares = (n** 2 for n in range(5))

Поскольку squares — это объект-генератор, его элементы можно перебрать следующим образом: 

for square in squares:
    print(square)

Как вы видите, вместо функции для определения генераторной функции можно использовать генераторное выражение.

Генераторное выражение по синтаксису похоже на списковое включение. Например, генераторное выражение тоже поддерживает такие сложные синтаксисы, как:

• операторы if;
• многократные вложенные циклы;
• вложенные включения.

Однако в генераторном выражении вместо квадратных скобок [] используются круглые скобки ().

Отличия генераторных выражений от списковых включений

Давайте используем списковое включение для генерации квадратов от 0 до 4:

square_list = [n** 2 for n in range(5)]

Сделаем то же самое с помощью генераторного выражения:

square_generator = (n** 2 for n in range(5))

А теперь разберем, в чем отличия.

1) Синтаксис

Здесь все просто: в генераторном выражении используются квадратные скобки [], а при списковом включении — круглые скобки ().

2) Работа с памятью

Списковое включение возвращает список, а генераторное выражение возвращает объект-генератор.

Это означает, что списковое включение возвращает полный список элементов сразу. А генераторное выражение возвращает список элементов, по одному за раз, на основе запроса.

То есть списковое включение создает все элементы сразу и загружает их в память.

А генераторное выражение создает один элемент на основе запроса. Оно загружает в память только один единственный элемент.

3) Итерируемые объекты vs итераторы

Списковое включение возвращает итерируемый объект. Это означает, что вы можете повторять итерации над результатом спискового включения снова и снова.

А вот генераторное выражение возвращает «ленивый» итератор. Он «исчерпываетс», когда вы завершаете над ним итерацию.