Генераторы множеств и словарей — Python: Декларативное программирование

Имея на руках список значений, программист на Python всегда может получить из него множество уникальных значений применив к списку функцию set(). А из списка пар легко получить словарь, применив функцию dict(). Казалось бы, теперь, имея генераторы списков, мы можем описывать словари и множества столь же декларативно, как и списки.

Однако, в большинстве случаев такое решение не будет оптимальным: в памяти будет создан и сохранён целиком весь промежуточный список. И особенно обидно будет тратить лишнюю память, если мы знаем, что в процессе генерации элементов множества или словаря возникнет много повторяющихся значений или ключей.

Python и здесь приходит нам на помощь, предоставляя в наше пользование генераторы множеств (set comprehensions) и генераторы словарей (dict comprehensions)!

Генераторы множеств

С этими генераторами всё максимально просто: вы всего лишь заменяете в выражении, описывающем генератор списка, квадратные скобки на фигурные! Да, всё настолько просто:

squares = {x * x for x in range(10)}
squares
# {0, 1, 64, 4, 36, 9, 16, 49, 81, 25}
5 * 5 in squares
# True

Вы получаете все те же возможности, которые доступны для генерации списков, но при создании множества Python может ещё и проследить за тем, чтобы в него не попали дубли — и не потратит на них лишнюю память!

Генераторы словарей

Генераторы словарей выглядят очень похоже на генераторы множеств. Разница заключается в том, как описывается элемент словаря: вам нужно сгенерировать не только значение, но и ключ и указать оные через : так же, как бы вы это сделали при написании литерала словаря.

Пример:

char_positions = {char: pos for pos, char in enumerate("Hello, World!")}
char_positions
# {'H': 0, 'e': 1, 'l': 10, 'o': 8, ',': 5, ' ': 6, 'W': 7, 'r': 9, 'd': 11, '!': 12}
char_positions['o']
# 8

Здесь хотелось бы обратить внимание на то, какое значение имеет ключ 'l' в этом примере: это 10. Взглянем на то, какие значения имели char и pos во время генерации, и, для простоты, будем смотреть только на позиции символа 'l':

[(char, pos) for pos, char in enumerate("Hello, World!") if char == 'l']
# [('l', 2), ('l', 3), ('l', 10)]

Как можно заметить, 'l' встречается в исходной строке три раза, и в последнем случае как раз в позиции 10. При генерации словаря используется последнее из значений для каждого из ключей. Как будто словарь был заполнен в подобном цикле:

char_positions = {}
for pos, char in enumerate("Hello, World!"):
    char_positions[char] = pos

char_positions
# {'H': 0, 'e': 1, 'l': 10, 'o': 8, ',': 5, ' ': 6, 'W': 7, 'r': 9, 'd': 11, '!': 12}

Заметим, что даже порядок ключей получается тот же самый — это порядок первого появления соответствующего символа в строке. Последующие перезаписи значений этот порядок не меняют — словари в Python запоминают порядок добавления ключей, но не порядок последующих изменений значений.

Но в генераторах множеств в результирующее множество попадают первые уникальные значения. В большинстве случаев это не критично, но помнить об этом стоит.

Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»

Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты.