Python中带生成器的嵌套循环在某些情况下无法正常工作？

Question

能否有人解释一下使用生成器的嵌套循环的行为？以下是一个例子。

a = (x for x in range(3))
b = (x for x in range(2))
for i in a:
    for j in b:
        print (i,j)

由于某种原因，在第一次迭代后，外部循环不再被评估。结果是：

(0, 0)
(0, 1)

另一方面，如果将生成器直接插入循环中，它会按照我的预期执行。

for i in (x for x in range(3)):
    for j in (x for x in range(2)):
        print (i,j)

给出所有的3x2对。

(0, 0)
(0, 1)
(1, 0)
(1, 1)
(2, 0)
(2, 1)

- phantomile

Answer 1

这是因为在外层 for 循环的第一次迭代中，b 生成器已经耗尽，导致内部循环为空（例如 for x in ()），因此内部代码不会被执行。这会给人一个错误的印象，好像是外层循环出现了问题。

您的第二个示例之所以有效，是因为每次外层循环都会创建一个新的内部生成器。要修复第一个示例，您必须做相同的事情：

a = (x for x in range(3))
for i in a:
    b = (x for x in range(2))
    for j in b:
        print (i,j)

- Lauritz V. Thaulow

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啊哈！我没有注意到生成器的耗尽。非常感谢你。 - phantomile

Answer 2

@lazyr已经非常出色地回答了这个问题，但是值得一提的是，在使用嵌套生成器时，了解itertools.product是很有价值的...

for i, j in itertools.product(range(3), range(2)):
    print (i, j)

或者（如果你有很多值）：

for vals in itertools.product(range(45), range(12), range(3)):
    print (sum(vals))

在我看来，这篇文章易读且避免了过多缩进。

- Jon Clements

Answer 3

itertools.product是适用于此示例的最佳选择。但是，在迭代过程中，您可能需要更多选项。以下是一种方法，可以在不使用product方法的情况下仍然获取您示例中的产品：

a = (range(2) for x in range(3))
for i in a:
    for j in i:
        print (i,j)

此外，我使用 pytoolz 函数辅助库中的 itertoolz.concat 来简化/展开这种情况。concat 就像 itertools.chain 一样，但它接受一个单一参数，该参数产生需要被展开的迭代器：

from pytoolz import itertoolz
a = (((x,y) for y in range(2)) for x in range(3))
for i,j in itertoolz.concat(a):
    print (i,j)

所以，上面的代码看起来比 product 方法不太易读，但允许在每个循环级别进行更细粒度的转换/过滤。当然，在最后一次迭代逻辑中，您不需要嵌套 for 循环，这可能很好。

此外，如果您使用 pytoolz 库，您应该使用 cytoolz，它是相同的库编译成 C 语言。

- parity3