Почему к генератору нельзя обратиться по индексу?

Генераторы устроены иначе, чем списки или кортежи.

Определение: Генератор — это итератор, который вычисляет значения “на лету” (lazy evaluation), а не хранит их заранее.

Почему нет индексации

1. Нет хранения элементов
   Список:

lst = [x * 2 for x in range(10)]
print(lst[3])  # элемент уже в памяти

Генератор:

gen = (x * 2 for x in range(10))
# gen[3]  -> TypeError

2. Значения могут ещё не существовать
   Генератор может вычислять значения только при запросе, и заранее их просто нет.

3. Генератор одноразовый
   Если пройти несколько элементов, они “потреблены” и назад вернуться нельзя без создания нового генератора.

Как получить N-й элемент

Если нужно взять элемент по позиции, обычно делают:

from itertools import islice

gen = (x * 2 for x in range(100))
value = next(islice(gen, 5, None))  # шестой элемент

Когда использовать генераторы

• большие последовательности;

• потоковые данные;

• ситуации, где важна экономия памяти.

Вывод

К генератору нельзя обращаться по индексу, потому что он не хранит элементы и не поддерживает произвольный доступ — только последовательную итерацию.