列表理解中的生成器表达式未按预期工作

Question

以下代码产生预期的输出：

# using a list comprehension as the first expression to a list comprehension
>>> l = [[i*2+x for x in j] for i,j in zip([0,1],[range(4),range(4)])]
>>> l[0]
[0, 1, 2, 3]
>>> l[1]
[2, 3, 4, 5]

但是，当我改用生成器表达式时，我得到了不同的结果：

# using a generator expression as the first expression
>>> l = [(i*2+x for x in j) for i,j in zip([0,1],[range(4),range(4)])]
>>> list(l[0])
[2, 3, 4, 5]
>>> list(l[1])
[2, 3, 4, 5]
>>> list(l[0])
[]
>>> list(l[1])
[]
>>> l
[<generator object <listcomp>.<genexpr> at 0x7fddfa413ca8>, <generator object <listcomp>.<genexpr> at 0x7fddfa413c50>]

我知道生成器表达式只能使用一次，但是我无法推理为什么在这种情况下我会两次获得相同的列表，尤其是因为生成器对象似乎是唯一的。

我在这里缺少什么？这是在 Python 3.6.5 上测试的。

Answer 1

因为在每个生成器表达式执行时i 绑定为1。生成器表达式不会捕获它们在创建时生效的绑定 - 它们使用在执行时生效的绑定。

>>> j = 100000
>>> e = (j for i in range(3))
>>> j = -6
>>> list(e)
[-6, -6, -6]

Answer 2

生成器对象是唯一的，但它们引用i 和j，但列表理解终止（这实际上创建了一个函数范围，就像列表理解中的生成器表达式一样）。因此，i 和 j 具有值 i == 1 和 j == range(4)。你甚至可以反省一下：

In [1]: l = [(i*2+x for x in j) for i,j in zip([0,1],[range(4),range(4)])]

In [2]: g = l[0]

In [3]: g.gi_frame.f_locals
Out[3]: {'.0': <range_iterator at 0x10e9be960>, 'i': 1}

这与经常出现这种令人惊讶的行为的原因基本相同：

In [4]: fs = [lambda: i for i in range(3)]

In [5]: fs[0]
Out[5]: <function __main__.<listcomp>.<lambda>()>

In [6]: fs[0]()
Out[6]: 2

In [7]: fs[1]()
Out[7]: 2

In [8]: fs[2]()
Out[8]: 2

您可以使用相同的解决方案来解决此问题，即创建另一个封闭范围，它将本地变量绑定到不会改变的东西。使用一个函数（这里是一个 lambda，但它可以是常规函数）会很好地工作：

In [9]: l = [(lambda i, j: (i*2+x for x in j))(i, j) for i,j in zip([0,1],[range(4),range(4)])]

In [10]: list(l[0])
Out[10]: [0, 1, 2, 3]

In [11]: list(l[1])
Out[11]: [2, 3, 4, 5]

虽然，也许为了清楚起见，我将使用不同的参数名称以使发生的事情更加明显：

In [12]: l = [(lambda a, b: (a*2+x for x in b))(i, j) for i,j in zip([0,1],[range(4),range(4)])]

In [13]: list(l[0])
Out[13]: [0, 1, 2, 3]

In [14]: list(l[1])
Out[14]: [2, 3, 4, 5]