Transformar dados com expressões geradoras

Você já usa compreensões para transformar e filtrar dados. Para escrever a mesma regra como uma expressão geradora, troque os colchetes externos por parênteses:

[expressão for variável in fonte if condição] → (expressão for variável in fonte if condição)

A transformação, o for e o filtro opcional continuam na mesma ordem. O que muda é o objeto produzido: parênteses criam um gerador, isto é, um iterador; colchetes criam uma lista pronta.

Na expressão (n ** 2 for n in numeros if n % 2 == 0), a parte antes de for define o valor produzido. Depois vêm a variável que recebe cada elemento, a fonte dos dados e, se necessário, a condição que seleciona elementos.

Considere a expressão:

gerador = (n * 10 for n in numeros if n % 2 == 0)

Na criação, Python avalia a expressão do iterável do for mais externo — neste caso, numeros — e obtém seu iterador. O resultado é um objeto gerador.

O filtro n % 2 == 0 e a transformação n * 10 ainda não são executados. Eles ficam para quando alguém pedir valores, por exemplo com next(gerador) ou em um for.

A fonte é preparada na criação; cada candidato só é testado e transformado durante o consumo.

Execute estas linhas na ordem mostrada.

Quando next(gerador) solicita um resultado, o gerador avança nesta ordem:

1. Obtém um candidato da fonte.
2. Verifica o filtro, se houver.
3. Calcula a expressão de saída apenas se o candidato for aceito.

Se o filtro for falso, não há saída para aquele candidato: o gerador busca o próximo.

Ao criar uma expressão geradora, Python obtém o iterador da fonte do for mais externo, mas não calcula de uma vez o filtro nem a transformação. Portanto, ela não cria uma fotografia dos elementos nem fixa automaticamente valores externos usados no cálculo.

Se um elemento da lista ainda não foi solicitado, uma alteração nesse elemento poderá aparecer quando o gerador chegar até ele. Da mesma forma, uma variável como fator será consultada quando a expressão de saída for executada.

Execute o código e compare o resultado com cada alteração feita antes de list consumir o gerador.

O iterador obtido na criação continua ligado à primeira lista. Nela, os candidatos são 2, 4 e o valor alterado 8. Durante o consumo, 2 falha no filtro; 4 e 8 são multiplicados pelo fator atual, que agora é 100.

A reatribuição valores = [1, 1, 1] não troca a fonte já usada pelo gerador. Ela só faz o nome valores apontar para outra lista.

Quando recebe uma expressão geradora, sum solicita cada valor numérico até a fonte finita se esgotar e acumula o total. Os valores aceitos são produzidos um a um; nenhuma lista de resultados precisa ser criada antes.

Observe que apenas os valores aprovados pelo filtro entram no acumulador.

A expressão geradora é o único argumento de sum.

Se a expressão geradora for o único argumento de sum, seus próprios parênteses podem ser omitidos: sum(expressao for ... ). Mas, se você informar outro argumento, como o valor inicial, mantenha os parênteses da expressão geradora para separar os argumentos.

Sem valor inicial informado, sum retorna 0 quando o gerador não produz nenhum número. Isso ocorre, por exemplo, se nenhum elemento satisfaz o filtro.

Nenhum número da lista é maior que 10.

Em vez de usar uma condição como filtro, faça a expressão geradora produzir o resultado da condição. Assim, cada valor produzido é True ou False.

Use any(...) quando a pergunta for “existe pelo menos um?”. Use all(...) quando for “todos atendem?”.

A condição está antes do for: ela é o valor que o gerador entrega a cada item.

any devolve True assim que consome um True; se não encontrar nenhum, devolve False ao esgotar a entrada.

all devolve False assim que consome um False; se todos forem verdadeiros, devolve True ao esgotar a entrada. O valor decisivo é consumido, mas os valores posteriores não são solicitados.

Em uma entrada sem valores, any(...) retorna False: não apareceu nenhum True. Já all(...) retorna True: não apareceu nenhum valor que violasse a condição.

Use uma expressão geradora quando você precisa percorrer os resultados uma vez, por exemplo para calcular um total com sum. Ela produz cada valor quando o consumidor o solicita.

Use uma compreensão de lista quando precisar guardar os resultados para acessar posições, usar len ou percorrê-los novamente. Um gerador é um iterador: não oferece automaticamente índice nem comprimento.

Compare o acesso oferecido por cada escolha.

Considere as durações de tarefas abaixo, em minutos. Uma tarefa é elegível quando dura pelo menos 30 minutos.

Como duracoes é uma lista reutilizável, você pode criar uma expressão geradora independente para cada pergunta. Assim, o consumo por sum, any ou all não interfere nos demais.

Crie um arquivo Python, copie o código e execute-o. Cada expressão geradora é consumida pelo seu próprio consumidor.

A lista pode fornecer novos iteradores para expressões geradoras independentes. Cada consumidor avança apenas pelo fluxo que recebeu.

sum solicita todos os valores numéricos que o gerador ainda puder produzir. No último cálculo, nenhum valor passa pelo filtro duracao >= 90; por isso, sem valor inicial informado, sum devolve 0.

any para ao encontrar o primeiro resultado verdadeiro. all para ao encontrar o primeiro resultado falso. Como os dois recebem geradores novos, ambos podem percorrer duracoes sem disputar a posição de consumo.