Python: 检查对象是否存在于生成器中

Question

我遇到了一个问题，是因为检查“如果 x 在生成器中”的结果会变化。

def primes(upper_limit):
    for n in range(2, upper_limit):
        if all(n % i > 0 for i in range(2, n)):
            yield n

first_hundred_primes = primes(100)

print(5 in first_hundred_primes)
print(5 in first_hundred_primes)
print(5 in first_hundred_primes)
print(5 in first_hundred_primes)
print(5 in first_hundred_primes)

这段代码的输出是：

True
False
False
False
False

我在想，检查一个对象是否在生成器中是不是不太对，但如果真是这样，为什么没有报错呢？而且为什么这样做会有效呢？

>>> hundred_generator = range(1,100)
>>> 50 in hundred_generator
True
>>> 50 in hundred_generator
True
>>> 50 in hundred_generator
True

我通常会在检查某个对象是否存在之前，把生成器转换成一个集合（这样检查会更快），这样就解决了问题。但我很想知道这里到底发生了什么？

Answer 1

当你遍历一个生成器里的元素时，你就把这些元素“消耗”掉了。

试试这个：

len(list(first_hundred_primes)) > 0
=> True
len(list(first_hundred_primes)) > 0
=> False

也就是说，当你第一次使用 in 来遍历这些元素时，你就已经把它们用完了，或者说你最多只会得到前5个元素，因此在那之后，生成器就不会再生成5了。第二次再用的时候，它就什么都不会生成了。

你可以选择：

1. 在使用之前把生成器转换成一个列表（或集合）：first_hundred_primes = list(first_hundred_primes)
2. 每次都创建一个新的生成器：5 in primes(100); 5 in primes(100); ...
3. 使用 itertools.tee

补充：

关于你问的 range：range 不是一个生成器。

在python2中，它只是返回一个列表，这没问题。

在python3中，它返回一个看起来像集合的特殊对象。它不需要实际存储范围内的所有数字，而是根据定义范围的规则来实现列表操作。例如，len 是通过 stop-start 来实现的。因为它代表的是一个集合，而不是生成器，所以你可以多次遍历它，而不会“消耗”掉元素。