itertools.productとlistの仕様

Question

python 3.7

itertools.productをリストに変換する場合、

x = [1,2,3]
y = [4,5]

prod_ = itertools.product(x,y)
prod_list = list(prod_) 

#1
print(prod_list)
#2
print(list(prod_))
#3
print([prod_])

上記3パターンで出力が異なる理由を知りたい

#1
>>[(1, 4), (1, 5), (2, 4), (2, 5), (3, 4), (3, 5)]
#2
>>[]
#3
>>[<itertools.product object at 0x000002060C313098>]

以下の内包表記においても同様

[print(i) for i in prod_list ]
[print(i) for i in list(prod_)]

Answer 1

まずは、3. について
itertoolなどで生成されるシーケンスは、generatorになっているものが多いです。このpred_に入っているオブジェクトもgeneratorです。
generatorはfor文やlist関数などで実体化させることができます。
実体化する前は未計算の状態なので、不要な計算を抑制したり、無限のシーケンスが扱えるなどの利点があります。

1 でprod_lisに入っているのは、prod_がlist関数で実体化されたリストです。

2 で値が入らないのは、generatorがすでに回り切ってしまってもう何も生成することができないからです。
最後まで行ってしまったということです。
以下のおうに逆にしてみるとわかるかもしれません。

print(list(prod_))

prod_list = list(prod_) 
print(prod_list)

Answer 2

itertools.product(x,y)のようなものをイテレータと呼びます。
イテレータ型のオブジェクトは__next__というメソッドを持っています。

>>> prod_.__next__
<method-wrapper '__next__' of itertools.product object at 0x000001BC7C6F9040>

イテレータは組込み関数nextを使って「次のアイテム」を返します。

ご質問に対する回答は、itertools.productの仕様というよりも「イテレータ」一般の仕様です。

多くのイテレータがあり、同じような動きをします。

例：　list型から生成されるiter

>>> iter_ = iter(['a', 'b', 'c'])
>>> iter_list = list(iter_)
>>> #1
>>> print(iter_list)
['a', 'b', 'c']
>>> #2
>>> print(list(iter_))
[]
>>> #3
>>> print([iter_])
[<list_iterator object at 0x000001BC7C7F3130>]

例：　range型から生成されるiter

>>> iter_ = iter(range(5))
>>> iter_list = list(iter_)
>>> #1
>>> print(iter_list)
[0, 1, 2, 3, 4]
>>> #2
>>> print(list(iter_))
[]
>>> #3
>>> print([iter_])
[<range_iterator object at 0x000001BC7C726F90>]