为什么重定义生成器使用的变量会得到不符合预期的运行结果？

首先给出问题中的代码：

array = [1, 8, 15]
gen = (x for x in array if array.count(x) > 0)
array = [2, 8, 22]
print(list(gen))
# 输出结果: [8]

核心原因 #

这个现象是Python生成器的两个特性共同导致的：

• 生成器是惰性求值的：生成器定义时不会立刻执行内部逻辑，只有当迭代生成器（本例中调用list(gen)）时，才会逐次执行过滤逻辑
• 生成器内部的自由变量是延迟绑定的：变量的值只会在实际执行逻辑时才会获取，而非生成器定义时

代码执行步骤拆解 #

1. 执行array = [1, 8, 15]，变量array指向数组[1, 8, 15]
2. 执行gen = (x for x in array if array.count(x) > 0)完成生成器定义：
   • for x in array这部分的可迭代对象会在生成器定义时立刻求值，因此生成器后续要迭代的元素固定为[1, 8, 15]三个
   • 过滤条件if array.count(x) > 0中的array属于自由变量，此时不会求值，只会在后续迭代时获取当前array的指向
3. 执行array = [2, 8, 22]，变量array改为指向新数组[2, 8, 22]
4. 执行list(gen)迭代生成器，开始逐元素判断：
   • 迭代第一个元素x=1：查询当前array（即[2,8,22]）中1的个数为0，不满足条件，被过滤
   • 迭代第二个元素x=8：查询当前array中8的个数为1，满足条件，保留
   • 迭代第三个元素x=15：查询当前array中15的个数为0，不满足条件，被过滤
     最终输出结果就只有[8]，原数组的1和15都被过滤掉了。

拓展验证 #

如果把生成器改为列表推导式，会立刻执行所有逻辑，输出就会是[1, 8, 15]，代码如下：

array = [1, 8, 15]
res = [x for x in array if array.count(x) > 0]
array = [2, 8, 22]
print(res)
# 输出结果: [1, 8, 15]

内容的提问来源于stack exchange，提问作者pickle rick