Question

我只是在Python解释器中四处乱逛，遇到了一些意外的行为。

>>> bools = (True, True, True, False)
>>> all(bools)
False
>>> any(bools)
True

好，到目前为止，没有什么异常...

>>> bools = (b for b in (True, True, True, False))
>>> all(bools)
False
>>> any(bools)
False

在这里事情开始变得怪异。我认为发生这种情况是因为all函数遍历了生成器表达式，调用了它的__next__方法并用尽了值，直到遇到False为止。以下是支持该理论的一些证据：

>>> bools = (b for b in (True, False, True, True))
>>> all(bools)
False
>>> any(bools)
True

我认为结果有所不同，因为False不在末尾，因此生成器中还剩下一些未使用的值。如果您输入

>>> bools = (b for b in (True, False, True, True))
>>> all(bools)
False
>>> list(bools)
[True, True]

似乎只有2个剩余值。

那么，为什么这确实发生了呢？我敢肯定我遗漏了许多细节。

Answer 1

您遇到的问题是，在生成所有值之后您正在使用生成器。

您可以通过运行以下代码来验证这一点：

>>> bools = (b for b in (True, False, True, True))
>>> all(bools) # once the False is found it will stop producing values
True
>>> next(bools) # next value after False which is True
True
>>> next(bools) # next value after True which is True
True
>>> next(bools)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

这将起作用：

>>> bools = (b for b in (True, False, True, True))
>>> all(bools)
False
>>> bools = (b for b in (True, False, True, True))
>>> any(bools)
True

Answer 2

all()和any()的行为已记录在官方文档中。

通过伪代码：

def all(iterable):
    for element in iterable:
        if not element:
            return False
    return True

all()仅使用True个元素，它在找到第一个计算为False的元素时终止。

def any(iterable):
    for element in iterable:
        if element:
            return True
    return False

any()仅使用False个元素，它在找到第一个计算为True的元素时终止。

请注意，发电机在通过时不会复位到其初始位置。除非消耗更多物品，否则它们将保持当前位置。因此，

>>> bools = (b for b in (True, False, True, True))

以下内容将消耗前两个项目。由于第二项是False，因此迭代将在此之后停止。这样会将生成器留在第二个元素之后的位置。

>>> all(bools)
False

此时，生成器将(True, True)作为剩余值。您在问题中正确指出了这一点。以下仅消耗一个元素。

>>> any(bools)
True

请注意，还可以获得另一个True值调用any()后从生成器中获取。

当然，如果您在生成器上调用list()，则该生成器中的所有项目都会被消耗，并且生成器将不再产生任何项目（它为“空”）。

Answer 3

这里有几件事在起作用。

第一件事是，生成器对于给定的每个元素只能运行一次。与列表，元组或具有固定状态的任何其他对象不同，生成器知道__next__的值是什么，如何知道其后的值，而基本上什么也没有。当您调用next(generator)时，您将获得下一个值，生成器会计算出一个新的__next__，它完全失去了您刚刚获得的值的记忆。本质上，发电机不能连续使用。

第二件事是all()，any()和list()在内部如何工作，尤其是相对于生成器而言。 all()的实现看起来像这样，只是更加复杂：

def all(iterable):
    for element in iterable:
        if bool(element) is False:
            return False
    return True

也就是说，all()函数短路首次发现一个非真实元素时（any()的作用相同，除了相反的作用）。这是为了节省处理时间-如果仅第一个元素不可接受，为什么还要处理其余的可迭代对象？对于生成器（例如您的最后一个示例），这意味着它会消耗所有元素，直到找到False。生成器还剩下元素，但是由于已经生成了前两个元素，因此将来它将表现为好像它们根本不存在。

list()更简单，只需调用next(generator)直到生成器停止产生值。这使生成器放弃尚未使用的任何值。

所以最后一个例子的解释是

您创建了一个生成器，它将按顺序吐出元素True, False, True, True
您在该生成器上调用all()，并且在发现虚假值之前，它消耗了生成器的前两个元素。
您在该生成器上调用list()，它将消耗生成器的所有剩余元素（即最后两个）来创建列表。它产生[2, 2]。

将生成器表达式传递给any（）和all（）

3 个答案: