Python-各种结构解析以及生成器（列表解析，字典解析，集合解析，元组构成的生成器）

1、列表解析：

　　* 举例：生成一个列表，元素0-9，对每一个元素自增1后求平方返回新列表。

test = [ (i + 1) ** 2 for i in range(10)]
print(test) # [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]


test = []
for i in range(10):
    test.append((i + 1) ** 2)
print(test) # [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]

　　可以看出，是将一个for循环拉平，放到一个列表中。（不是简单的拉平！！）

　　

　　* 语法：　　

• • [ 返回值 for 元素  in 可迭代带对象 if 条件 ]

• • 使用中括号 [] ，内部是for 循环 ，if条件语句可选
  • 返回一个列表

　　* 列表解析式是一种语法糖：

• • 编译器会优化，不会因为简写而影响效率，反而因优化提高了效率
  • 减少程序员工作量，减少出错
  • 简化了代码，但是可读性增强

# newlist = [print(i,end='') for i in range(10)]
print(newlist)
# 0123456789[None, None, None, None, None, None, None, None, None, None]
# print是打印，并不是解析式生成的值，只不过没循环一次，列表中追加一个None而已

newlist = [] 
for i in range(10):
    print(i, end='')
    newlist.append(None)
print(newlist)

#0123456789[None, None, None, None, None, None, None, None, None, None]


# 获取10以内的偶数
# lst = [ i for i in range(10) if not i % 2]
# print(lst) # [0, 2, 4, 6, 8]
# lst = [ i for i in range(10) if  i % 2 == 0]
# print(lst) # [0, 2, 4, 6, 8]

lst = [i for i in range(21) if not i % 2 if not i % 3]
print(lst) # [0, 6, 12, 18]
lst = [i for i in range(21) if  i % 2 == 0 if i % 3 == 0]
print(lst) # [0, 6, 12, 18]

lst = [i for i in range(21) if not i % 2 elif not i % 3]
print(lst) # 这样是会抛SyntaxError异常


lst = []
for i in range(21):
    if i % 2 ==0:
        lst.append(i)
    elif i % 3 == 0:
        lst.append(i)
print(lst)
# [0, 2, 3, 4, 6, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 16, 18, 20]
首先，结果不满足，其次，如果有elif 同一层的语句，是不能写成如上的解析式的。

lst = []
for i in range(21):
    if i % 2 ==0 and i % 3 == 0:
        lst.append(i)
print(lst) # [0, 6, 12, 18]

#-------->

lst = [ i for i in range(21) if not i % 2 and  i % 3 ==0]
print(lst) # [0, 6, 12, 18]


lst = [ i for i in range(21) if not i % 2 or  i % 3 ==0]
print(lst) # [0, 2, 3, 4, 6, 8, 9, 10, 12, 14, 15, 16, 18, 20]

lst = [i for i in range(21) if  i % 2 == 0 if i % 3 == 0] # 在第一个if下执行第二个if
lst = [ i for i in range(21) if not i % 2 and  i % 3 ==0] # 直接将两个if 条件合并
# 这两个是等价的

　　注：循环条件都是一层一层的，第一层for下，执行第二层for，以此类推。

t1 = [[x,y] for x in 'abced' for y in range(3)]
print(t1)
# [['a', 0], ['a', 1], ['a', 2], ['b', 0], ['b', 1], ['b', 2], ['c', 0], ['c', 1], ['c', 2], ['e', 0], ['e', 1], ['e', 2], ['d', 0], ['d', 1], ['d', 2]]

t2 = [{x,y} for x in 'abced' for y in range(3)]
print(t2) 
# [{0, 'a'}, {1, 'a'}, {2, 'a'}, {0, 'b'}, {1, 'b'}, {2, 'b'}, {0, 'c'}, {1, 'c'}, {2, 'c'}, {0, 'e'}, {1, 'e'}, {2, 'e'}, {0, 'd'}, {1, 'd'}, {2, 'd'}]

t2 = [{x:y} for x in 'abced' for y in range(3)]

# [{'a': 0}, {'a': 1}, {'a': 2}, {'b': 0}, {'b': 1}, {'b': 2}, {'c': 0}, {'c': 1}, {'c': 2}, {'e': 0}, {'e': 1}, {'e': 2}, {'d': 0}, {'d': 1}, {'d': 2}]

t1 = [(i, j) for i in range(7) if i > 4 for j in range(20,25) if j > 23]
print(t1) 
# 相比下面的两种个，这个效率略有提高，先比较，在进入下一次循环，但是也没什么事

t2 = [(i, j) for i in range(7) for j in range(20,25)if i > 4 if j > 23]
print(t2)

t3 = [(i, j) for i in range(7) for j in range(20,25)if i > 4 and j > 23]
print(t3)

# [(5, 24), (6, 24)]
# [(5, 24), (6, 24)]
# [(5, 24), (6, 24)]

　　

　　* 练习题：

　　　　　3、打印九九乘法表

　　　　　4、'0001.ababsdgcfe' 这样的id ，从0001 - 0100　

lst = [i **2 for i in range(1, 11)]


lst = [1,2,3,4,5]
newlist = [lst[i] + lst[i + 1]  for i in range(len(lst) - 1)]
print(newlist) # [3, 5, 7, 9]


cf = [ print('{}*{}={:<2}'.format(j, i, i * j), end='
' if i == j else ' ') for i in range(1, 10) for j in range(1, i + 1)]

print(cf)

print('
'.join([' '.join(['{}*{}={:<2}'.format(j, i, i * j)  for j in range(1, i + 1)] ) for i in range(1, 10) ]))

import random
alpha = bytes(range(97,122)).decode()

# lst = ['{:04}.{}'.format(i,''.join([random.choice(alpha) for _ in range(10)])) for i in range(1, 101)]
# print(lst)

l = random.choices(alpha,k = 10) #  ['u', 't', 'h', 'x', 'v', 'g', 'c', 'p', 'l', 'n']
s1 = ''.join(l)

l = ''.join(random.sample(alpha,10)) # 如果用sample的话，就没有重复的字母，上面的choice 或choices是有重复字母的可能性的
print(l)

1*1=1 
1*2=2  2*2=4 
1*3=3  2*3=6  3*3=9 
1*4=4  2*4=8  3*4=12 4*4=16
1*5=5  2*5=10 3*5=15 4*5=20 5*5=25
1*6=6  2*6=12 3*6=18 4*6=24 5*6=30 6*6=36
1*7=7  2*7=14 3*7=21 4*7=28 5*7=35 6*7=42 7*7=49
1*8=8  2*8=16 3*8=24 4*8=32 5*8=40 6*8=48 7*8=56 8*8=64
1*9=9  2*9=18 3*9=27 4*9=36 5*9=45 6*9=54 7*9=63 8*9=72 9*9=81


['0001.lkbjmbfcwj', '0002.ciebvklpie', '0003.sjwtcakjjk', '0004.kuiivvfoai', '0005.ymaetkbdrt', '0006.ayhlrgedoh', '0007.xdjnaysdct', '0008.qkakrtdebv', '0009.jytyhtnwkc', '0010.rbxkiuetev', '0011.plhdxcdyvq', '0012.ubkudcrisb', '0013.yoceaqjvna', '0014.aeirhriutw', '0015.yemotxgfin', '0016.tehmlunsgy', '0017.seobircuxq', '0018.nxofutxipl', '0019.lbtmvkrhnj', '0020.rowntjaqpp', '0021.oadngppkty', '0022.ftdeifipph', '0023.fwuxgxgovt', '0024.bjnaxoqsxd', '0025.jhkjanttrr', '0026.eoutbjinyq', '0027.agdidptkcu', '0028.ccofruyutd', '0029.suchksvbva', '0030.ucvrshekrf', '0031.qikrlpilqi', '0032.ffdfqosxnh', '0033.jtotgqsdgm', '0034.jxssbjnclg', '0035.qandynxfat', '0036.ygodstktip', '0037.qklhxypdba', '0038.vlghicldkp', '0039.jbpyieqxkc', '0040.dcybelgsew', '0041.bumewnipnp', '0042.koqdtxfain', '0043.wpjdhnduah', '0044.vledqpcnpd', '0045.bkjisgagaj', '0046.ymdthjiphw', '0047.avqxthoilm', '0048.wsxtulxfnl', '0049.tmvdcqovcf', '0050.jcfnuaqfob', '0051.tpptnvysyv', '0052.bsmfywydnw', '0053.ivqotuhhgp', '0054.nfryeqntta', '0055.eyoxwwtuhl', '0056.hgtnxluwqy', '0057.buabekigsu', '0058.dxbflmyknn', '0059.bibmwmoitm', '0060.mmbyibfeeg', '0061.ulythfirrd', '0062.rnamiseafs', '0063.abpbtceqpd', '0064.fawoscqiub', '0065.aunqntadxh', '0066.owavtvxdrq', '0067.ahnioayayy', '0068.ojbuyqvmxf', '0069.svbqsppkes', '0070.ncqojtdtlg', '0071.hmbtvsuwah', '0072.iwqykfsisp', '0073.fymolgcbnh', '0074.txhnidqufy', '0075.icmhrnifjx', '0076.dvctqrjyhe', '0077.nqncmelbys', '0078.gbaqnpaxyy', '0079.gfirdjcrao', '0080.qcguhuqdwk', '0081.kuqellfomi', '0082.kpltlguvcc', '0083.lfeserogau', '0084.imgwnglrob', '0085.dvtcjupmmk', '0086.evswireebh', '0087.tlbordvirb', '0088.eleixowhur', '0089.mvpwqiottn', '0090.iokdlfvipt', '0091.tqeuiulywc', '0092.twrfdissos', '0093.ylbtevnroy', '0094.uvtifqqdny', '0095.kxrhorowny', '0096.qcygokxvys', '0097.gvlufbmctq', '0098.jmqgjidgxv', '0099.gxvbreoimr', '0100.ljjjoelvna']

2、生成器表达式：

　　定义：

　　　　生成器就是迭代器，可以理解为一种数据类型，这种数据类型实现了迭代器协议，其他的数据类型需要调用自己内置的__iter_方法，所以生成器就是可迭代对象。

　　生成器分类以及在Python中的表现形式：（Python有两种不同的方式提供生成器）

　　　　①生成器函数：常规函数定义，但是，使用yield 语句代替return语句，但是，yield在同一层函数中，可以多次使用，一次返回一个结果，返回一个结果后，将函数设置为挂起状态，以便下次从他离开的地方继续执行。

　　　　②生成器表达式：类似于列表的推导，但是生成器返回按需产生结果的一个对象，而不是一次性构建一个结果列表。

　　语法：

• • （返回值 for 元素 in 可迭代对象 if 条件）
  • 列表解析式的中括号换成小括号
  • 返回一个生成器 

　　和列表解析式的区别：

• • 生成器表达式是按需计算（或惰性求值，延迟计算）需要的时候才算值。
  • 列表解析式是立即返回值

　　生成器：

• • 可迭代对象
  • 迭代器

　　举例：　　　　

g = ('{:04}'.format(i) for i in range(1,11))
print(g)

a = next(g)

for i in g:
    print('i',i)
print('------------------')
for j in g:
    print('j',j)

结果：
# 可以看出g 是一个生成器对象 generator
# next(g) 表示地址指针向下走一步
# 第一个for循环就将g 迭代完了
# 所以第二个for就没法往下进行迭代
# 因为生成器是无法向列表那样，一致迭代，当地址指针到了最后一个后，用next() 再迭代会报错
<generator object <genexpr> at 0x0000000001D9D318>
i 0002
i 0003
i 0004
i 0005
i 0006
i 0007
i 0008
i 0009
i 0010
------------------

对比：列表解析式:

g = ['{:04}'.format(i) for i in range(1,11)]
print(g)



for i in g:
    print('i',i)
print('------------------')
for j in g:
    print('j',j)


['0001', '0002', '0003', '0004', '0005', '0006', '0007', '0008', '0009', '0010']
i 0001
i 0002
i 0003
i 0004
i 0005
i 0006
i 0007
i 0008
i 0009
i 0010
------------------
j 0001
j 0002
j 0003
j 0004
j 0005
j 0006
j 0007
j 0008
j 0009
j 0010

　　　　　　总结：

　　　　　　　　生成器，延迟计算（惰性求值），返回迭代器，可以迭代，从前往后走一遍，不能回头。

　　　　　　　　列表解析式：立即求值，返回的不是迭代器，是可迭代对象，从前往后走一遍后，可以回头

　　　注：

it = (print('{}'.format(i + 1)) for i in range(2))

first = next(it)

second = next(it)

val = first + second

1
2
--------------------------------------------------------------------------
TypeError                                Traceback (most recent call last)
<ipython-input-10-8a69cb4a56e0> in <module>()
      5 second = next(it)
      6 
----> 7 val = first + second

TypeError: unsupported operand type(s) for +: 'NoneType' and 'NoneType'


# 事实上，it 生成器（generator）里边是None，print 是打印，
# 所以每次next(it) 的时候，要执行一次print(...)，同时将None 赋值给变量

it = (x for x in range(10) if x %2)
first = next(it)
second = next(it)
val = first + second
print(val) # 4

　　　　生成器和列表解析式的对比：

• • 计算方式：
    • 生成器表达式延迟计算，列表解析式立即计算
  •  内存占用：
    • 单从返回值本身来说，生成器表达式省内存，列表解析式能返回新的列表
    • 生成器没有数据，内存占用极少，但是使用的时候，虽然一个个返回数据，但是合起来占用的内存也差不多
    • 列表解析式构造新的列表需要占用内存
  • • 计算速度：
      • 单看计算时间看，生成器表达式好事非常短，列表解析式耗时长
      • 但是生成器本身并没有返回任何值，只返回一个生成器对象
      • 列表解析式构造并返回一个新的列表

　　　　注：

　　　　　　使用内建函数 iter() 可以将一个可迭代对象转换为一个生成器。iter([1,2,3])　　　　　　　

b = iter(range(4))
next(b) # 一直是0 ，因为每next一次，从新建一个生成器，所以一直在0的位置

a = iter(range(4))
for i in a :
    print(i) # 0,1,2,3,

　　　　　　迭代器没有 len（） 这个attribution 

3、集合解析式 Python3.x新增

　　　　语法：

• • • { 返回值 for 元素 in 可迭代对象 if 条件}
    • 列表解析式的中括号，换位大括号
    • 立即返回一个集合　　　　　　　　　　　　　　

　　　　用法：

• • • { (x, x + 1) for i in range(10) }
    • { [x] for x in range(10)} # 这个会报错，[x ] ,集合中 不能有不可hash的 

4、字典解析：Python3 新增

　　　　语法：

• • • { 返回值 for 元素 in 可迭代对象 if 条件}
    • 使用 k-v 形式
    • 立即返回一个字典

　　　　用法：　　　　　　 

a = {x:(x, x + 1) for x in range(4)}
print(a) # {0: (0, 1), 1: (1, 2), 2: (2, 3), 3: (3, 4)}
b = {x:[x, x + 1] for x in range(4)}
print(b) # {0: [0, 1], 1: [1, 2], 2: [2, 3], 3: [3, 4]}
c = {(x,):[x, x + 1] for x in range(4)}
print(c) # {(0,): [0, 1], (1,): [1, 2], (2,): [2, 3], (3,): [3, 4]}
d = {[x]:[x, x + 1] for x in range(4)}
print(d) # TypeError
e = {chr(0x41 + x):x ** 2 for x in range(4)}
print(e) # {'A': 0, 'B': 1, 'C': 4, 'D': 9}
f = {str(x):y  for x in range(4) for y in range(3)}
print(f) # {'0': 2, '1': 2, '2': 2, '3': 2}  覆盖
 

5、总结：

　　——生成器相对解析式而言，生成器主要节省了内存，事实上，效率上并没有明显的提高，所以一般只考虑内存问题就可以。

　　——Python2 映入列表解析式

　　——Python2.4 引入生成器表达式

　　——Python3 引入集合，字典解析式，并迁移到2.7

　　——一般来说，应该多用解析式，简短，高效，如果一个解析式非常复杂，要考虑拆解用for循环

　　——生成器和迭代器是不同的对象，但是都可迭代对象，迭代器可以用next()

　　　　——生成器是迭代器，迭代器不一定是生成器，  iter(range(4)) 不是生成器生成的