python列表生成式與列表生成器的使用

列表生成式：會(huì)將所有的結(jié)果全部計(jì)算出來，把結(jié)果存放到內(nèi)存中，如果列表中數(shù)據(jù)比較多，就會(huì)占用過多的內(nèi)存空間，可能會(huì)導(dǎo)致MemoryError內(nèi)存錯(cuò)誤或者導(dǎo)致程序在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)卡頓的情況
列表生成器：會(huì)創(chuàng)建一個(gè)列表生成器對(duì)象，不會(huì)一次性的把所有結(jié)果都計(jì)算出來，如果需要獲取數(shù)據(jù)，可以使用next()函數(shù)來獲取，但是需要注意，一旦next()函數(shù)獲取不到數(shù)據(jù)，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)StopIteration異常錯(cuò)誤，可以使用for循環(huán)遍歷列表生成器，獲取所有數(shù)據(jù)

需要視情況而定，如果數(shù)據(jù)量比較大，推薦使用生成器

 python2.7中就是range(生成式) 和 xrange(生成器)的區(qū)別

列表生成式是快速生成一個(gè)列表的一些公式

在列表中存放0~100的數(shù)：

普通的列表生成：    
numbers=[]
for x in range(0,101):
  numbers.append(x)
print(numbers)

用列表生成式生成列表：[要放入列表的數(shù)據(jù)    簡(jiǎn)單的表達(dá)式1   表達(dá)式2]    
#x for x in range(0,101) for循環(huán)遍歷出來的值，放入列表中
numbers=[x for x in range(0,101)]
print(numbers)

列表中存放0~100的偶數(shù)：

普通方法生成列表：
    
for x in range(0,101):
  if x%2==0:
    numbers.append(x)
print(numbers)

用列表生成式生成列表：
    
#for循環(huán)遍歷0~101的數(shù)字，如果數(shù)字對(duì)2取余==0，表示是偶數(shù)，x放在列表中
numbers=[x for x in range(0,101)if x%2==0]
print(numbers)

找出列表list1=['asd','adf','dafg','acbo']帶有a的字符

普通寫法：    
rs_list=[]
for s in list1:
  if 'a' in s:
    rs_list.append(s)
print(rs_list)

列表生成式：    
list2=[x for x in list1 if 'a' in x]

列表生成式支持雙層for循環(huán)    
list3=[x*y for x in range(0,10) for y in range(20)]
print(list3)

生成器構(gòu)造實(shí)例
    
# 使用類似列表生成式的方式構(gòu)造生成器
g1 = (2*n + 1 for n in range(3, 6))
 
# 使用包含yield的函數(shù)構(gòu)造生成器
def my_range(start, end):
  for n in range(start, end):
    yield 2*n + 1
 
g2 = my_range(3, 6)
print(type(g1))
print(type(g2))

輸出結(jié)果：

    <class 'generator'>
    <class 'generator'>

生成器的調(diào)用方式

    要調(diào)用生成器產(chǎn)生新的元素，有兩種方式：
    調(diào)用內(nèi)置的next()方法
    使用循環(huán)對(duì)生成器對(duì)象進(jìn)行遍歷（推薦）
    調(diào)用生成器對(duì)象的send()方法

實(shí)例1：使用next()方法遍歷生成器    
print(next(g1))
print(next(g1))
print(next(g1))
print(next(g1))

輸出結(jié)果：

    7
    9
    11
    Traceback (most recent call last):
      File "***/generator.py", line 26, in <module>
        print(next(g1))
    StopIteration    
print(next(g2))
print(next(g2))
print(next(g2))
print(next(g2))

輸出結(jié)果：

    7
    9
    11
    Traceback (most recent call last):
      File "***/generator.py", line 31, in <module>
        print(next(g2))
    StopIteration

可見，使用next()方法遍歷生成器時(shí)，最后是以拋出一個(gè)StopIeration異常終止。

實(shí)例2：使用循環(huán)遍歷生成器
    
for x in g1:
  print(x)
 
for x in g2:
  print(x)

兩個(gè)循環(huán)的輸出結(jié)果是一樣的：

    7
    9
    11

可見，使用循環(huán)遍歷生成器時(shí)比較簡(jiǎn)潔，且最后不會(huì)拋出一個(gè)StopIeration異常。因此使用循環(huán)的方式遍歷生成器的方式才是被推薦的。

需要說明的是：如果生成器函數(shù)有返回值，要獲取該返回值的話，只能通過在一個(gè)while循環(huán)中不斷的next()，最后通過捕獲StopIteration異常

實(shí)例3：調(diào)用生成器對(duì)象的send()方法
def my_range(start, end):
  for n in range(start, end):
    ret = yield 2*n + 1
    print(ret)
 
g3 = my_range(3, 6)
print(g3.send(None))
print(g3.send('hello01'))
print(g3.send('hello02'))

輸出結(jié)果：

    7
    hello01
    9
    hello02
    11    
print(next(g3))
print(next(g3))
print(next(g3))

輸出結(jié)果：

    7
    None
    9
    None
    11

結(jié)論：

    next()會(huì)調(diào)用yield，但不給它傳值
    send()會(huì)調(diào)用yield，也會(huì)給它傳值（該值將成為當(dāng)前yield表達(dá)式的結(jié)果值）

需要注意的是：第一次調(diào)用生成器的send()方法時(shí)，參數(shù)只能為None，否則會(huì)拋出異常。當(dāng)然也可以在調(diào)用send()方法之前先調(diào)用一次next()方法，目的是讓生成器先進(jìn)入yield表達(dá)式。

生成器與列表生成式對(duì)比

既然通過列表生成式就可以直接創(chuàng)建一個(gè)新的list，那么為什么還要有生成器存在呢？

因?yàn)榱斜砩墒绞侵苯觿?chuàng)建一個(gè)新的list，它會(huì)一次性地把所有數(shù)據(jù)都存放到內(nèi)存中，這會(huì)存在以下幾個(gè)問題：

    內(nèi)存容量有限，因此列表容量是有限的；
    當(dāng)列表中的數(shù)據(jù)量很大時(shí)，會(huì)占用大量的內(nèi)存空間，如果我們僅僅需要訪問前面有限個(gè)元素時(shí)，就會(huì)造成內(nèi)存資源的極大浪費(fèi)；
    當(dāng)數(shù)據(jù)量很大時(shí)，列表生成式的返回時(shí)間會(huì)很慢；

而生成器中的元素是按照指定的算法推算出來的，只有調(diào)用時(shí)才生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)。這樣就不必一次性地把所有數(shù)據(jù)都生成，從而節(jié)省了大量的內(nèi)存空間，這使得其生成的元素個(gè)數(shù)幾乎是沒有限制的，并且操作的返回時(shí)間也是非?？焖俚模▋H僅是創(chuàng)建一個(gè)變量而已）。

我們可以做個(gè)試驗(yàn)：對(duì)比一下生成一個(gè)1000萬個(gè)數(shù)字的列表，分別看下用列表生成式和生成器時(shí)返回結(jié)果的時(shí)間和所占內(nèi)存空間的大小：    
import time
import sys
 
time_start = time.time()
g1 = [x for x in range(10000000)]
time_end = time.time()
print('列表生成式返回結(jié)果花費(fèi)的時(shí)間： %s' % (time_end - time_start))
print('列表生成式返回結(jié)果占用內(nèi)存大?。?s' % sys.getsizeof(g1))
 
def my_range(start, end):
  for x in range(start, end):
    yield x
 
time_start = time.time()
g2 = my_range(0, 10000000)
time_end = time.time()
print('生成器返回結(jié)果花費(fèi)的時(shí)間： %s' % (time_end - time_start))
print('生成器返回結(jié)果占用內(nèi)存大小：%s' % sys.getsizeof(g2))
輸出結(jié)果：
    列表生成式返回結(jié)果花費(fèi)的時(shí)間： 0.8215489387512207
    列表生成式返回結(jié)果占用內(nèi)存大?。?1528056
    生成器返回結(jié)果花費(fèi)的時(shí)間： 0.0
    生成器返回結(jié)果占用內(nèi)存大?。?8
可見，生成器返回結(jié)果的時(shí)間幾乎為0，結(jié)果所占內(nèi)存空間的大小相對(duì)于列表生成器來說也要小的多。