Python リストとジェネレータ式とリスト内包表記の違い

リスト → データを全部メモリに置いておきたいとき。

ジェネレータ式 → データを順次処理したいとき（大量 or 無限）。

リスト内包表記 → リストを簡潔に作るための文法。単なる糖衣構文で、内部的には通常のリストと同じです。

糖衣構文

人間にとって書きやすく、読みやすくするための文法の工夫のことです。
中身は従来の書き方に展開できます。

fruits = ["apple", "banana", "orange"]
fruits[0]        # "apple"
fruits.append("grape")  # 追加可能

書き方: [ ]

特徴

すべての要素を一度に生成してメモリに保持。

ランダムアクセス（list[5] など）ができる。

複数回使える（再利用可能）。

gen = (x * x for x in range(3))

print(next(gen))  # 0
print(next(gen))  # 1
print(next(gen))  # 4
# print(next(gen))  # StopIteration （もう要素がない）

書き方: (式 for 変数 in イテラブル)

特徴

値が必要になった時に順次生成（遅延評価）。

メモリ効率が良い（大きなデータや無限列に向いている）。

使い切り（1度ループしたら空になる）。

インデックスアクセス不可（gen[2] はエラー）。

nums = [x * x for x in range(3)]
print(nums)   # [0, 1, 4]

書き方: [式 for 変数 in イテラブル if 条件]

特徴

書きやすい短縮記法。

リストを返す（= すぐに全要素を生成する）。

リストの生成と「forループ＋append」をまとめて書ける。