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本文轉載自微信公眾號「PythonMind」，作者dongfanger 。轉載本文請聯系PythonMind公眾號。  

序列

序列是指一組數據，按存放類型分為容器序列與扁平序列，按能否被修改分為不可變序列與可變序列。

容器序列與扁平序列

容器序列存放的是對象的引用，包括list、tuple、collections.deque。

扁平序列存放的是對象的值，包括str、bytes、bytearray、memoryview和array.array。

扁平序列的值是字符、字節和數值這種基礎類型。

不可變序列與可變序列

不可變序列，包括tuple、str、bytes。

可變序列，包括list、bytearray、array.array、collection.deque、memoryview。

下圖左邊是父類，右邊是子類，可以看出可變序列是從不可變序列繼承來的，擴展了可變方法：

列表推導

Python語言魅力在于簡潔，這能從最常見的創建列表體現出來，比如我們想把字符串"abc"轉換成新列表["a", "b", "c"]，常規寫法：

symbols = "abc" 
codes = [] 
for symbol in symbols: 
    codes.append(symbol) 
print(codes)  # ["a", "b", "c"] 

用到了for循環和列表append方法。實際上可以不用append方法，直接：

symbols = "abc" 
codes = [symbol for symbol in symbols] 

這叫做列表推導，是更加Pythonic的寫法。

無論是編寫效率還是可閱讀性，列表推導都更勝一籌，可以說是構建列表的快捷方式。但是不能濫用，通用原則是，如果列表推導的代碼超過了兩行，就要考慮用append了。這不是規定，完全可以憑借自我喜好來選擇。

笛卡爾積是指多個序列中元素所有組合，我們用列表推導來實現笛卡爾積：

colors = ["black", "white"] 
sizes = ["S", "M", "L"] 
tshirts = [(color, size) for color in colors for size in sizes] 

一行代碼搞定!Life is short，use Python，list comprehension is wonderful，amazing。

注意這行代碼有兩個for循環，等價于：

for color in colors: 
    for size in sizes: 

運行結果是：

[('black', 'S'), ('black', 'M'), ('black', 'L'), ('white', 'S'), ('white', 'M'), ('white', 'L')] 

如果換一下順序：

[(color, size) for color in colors for size in sizes] 

等價于：

for size in sizes: 
    for color in colors: 

運行結果是不同的，觀察第2個元素：

[('black', 'S'), ('white', 'S'), ('black', 'M'), ('white', 'M'), ('black', 'L'), ('white', 'L')] 

生成器表達式

一般接觸到生成器時，都要講yield關鍵字，看似有點復雜，然而卻很簡單，生成器就像列表推導一樣，只不過是用來生成其他類型序列的，比如元組：

symbols = "abc" 
codes = (symbol for symbol in symbols) 

它的語法非常簡單，把列表推導的中括號[]換成小括號()，就可以了。

語法相似，本質上卻有很大區別，我們試著用生成器表達式來實現笛卡爾積，看看會有什么變化：

colors = ["black", "white"] 
sizes = ["S", "M", "L"] 
tshirts = ((color, size) for color in colors for size in sizes) 

運行結果是：

<generator object <genexpr> at 0x000001FD57D2DB30> 

generator object，結果是一個生成器對象。因為生成器表達式在每次迭代時才會逐個產出元素，所以這里的結果并不是已經創建好的元組。列表推導才會一次性產生新列表所有元素。

通過迭代把生成器表達式結果輸出：

for tshirt in tshirts: 
    print(tshirt) 

('black', 'S') 
('white', 'S') 
('black', 'M') 
('white', 'M') 
('black', 'L') 
('white', 'L') 

生成器表達式可以提升程序性能，比如要計算兩個各有1000個元素的列表的笛卡爾積，生成器表達式可以幫忙省掉運行for循環的開銷，即一個包含100萬個元素的列表。

yield作用和return差不多，后面會講到。

Tips

本小節內容是我看《流暢的Python》第一遍時記錄的知識點：

1. Python標準庫用C實現了豐富的序列類型。
2. 列表推導，就是指a = [x for x in something]這種寫法。
3. 生成器表達式用于生成列表外的其他類型的序列，它跟列表推導的區別僅僅在于方括號換成圓括號，如b = tuple(x for x in something) 。
4. array.array('I', x for x in something) ，array構造方法的第一個參數指定了數組中數字的存儲方式。
5. for tshirt in [c, s for c in colors for s in sizes]，列表推導會一次性生成這個列表，存儲在內存中，占用資源。for tshirt in ('%s %s' for c in colors for s in sizes)，生成器表達式只在循環時逐個產出元素，避免額外的內存占用，省掉了運行for循環的開銷。

小結

本文首先介紹了序列的概念，然后演示了Python常規騷操作——列表推導，最后引出了生成器表達式這個看似復雜實則簡單的語法。列表是可變的，它有個不可變的孿生兄弟，元組。