Есть ли сценарий, в котором `foo in list(bar)` нельзя заменить на `foo in bar`?

Вот это имеет значение:

bar = iter('bar')
foo = 'b'
if foo in list(bar):
    print(*bar)

Это печатает пустую строку. При вашей замене вместо этого печатается a r.

Попробуйте это онлайн!

Итак, любой может создать тип, который работает следующим образом:

>>> class Crazy:
...     def __iter__(self):
...         yield from range(10)
...
>>> 3 in Crazy()
True
>>> class Crazy:
...     def __iter__(self): yield from range(10)
...     def __contains__(self, item): raise TypeError("sorry, cant do that")
...
>>> 3 in Crazy()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 3, in __contains__
TypeError: sorry, cant do that
>>> 3 in list(Crazy())
True
>>>

Большинство встроенных типов «хорошо себя ведут». Однако одним важным исключением, вероятно, являются str и другие подобные типы (bytes, bytearray):

>>> 'foo' in 'foobar'
True
>>> 'foo' in list('foobar')
False

Кроме того, по крайней мере, для одной популярной библиотекиnumpy это не так:

>>> import numpy as np
>>> arr = np.array([[1,2,3], [4,5,6]])
>>> arr
array([[1, 2, 3],
       [4, 5, 6]])
>>> 6 in arr
True
>>> 6 in list(arr)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ValueError: The truth value of an array with more than one element is ambiguous. Use a.any() or a.all()
>>>

Я иногда делал/видел это, когда bar изменялся в цикле, например:

bar = {1, 2, 3}
for foo in list(bar):
    bar.add(foo + 1)

С вашей заменой это поднимает RuntimeError: Set changed size during iteration.

Попробуйте это онлайн!

Пример из стандартной библиотеки Python

    for k in list(_config_vars):
        if k.startswith(_INITPRE):
            del _config_vars[k]

Еще десятки (многие сделали по вышеуказанной причине, но не все).

Если foo и bar являются строками, тесты на членство ведут себя по-другому. <str> in <str> проверяет подстроки, а <str> in list(<str>) проверяет символы.

>>> foo = 'ab'
>>> bar = 'abc'
>>> foo in bar  # Substring
True
>>> foo in list(bar)  # Element (character)
False

Что касается циклов, не позволяйте синтаксису ввести вас в заблуждение: это не то же самое, что логическое выражение. В цикле используется итерируемый протокол (например, __iter__), а в логическом выражении используется протокол проверки членства (например, __contains__, или оно возвращается к итерируемому протоколу).

Когда bar является генератором, bar и list(bar) могут иметь и другие различия. Вот один из примеров:

def abc():
    yield 'a'
    yield 'b'
    yield 'c'
    raise Exception('Incorrect data')

foo = 'a'

if foo in abc():
    print('without list()')     # <-- This is printed (`raise` is not reached)

if foo in list(abc()):          # <-- This raises an exception
    print('with list()')        # <-- So this is never reached

В первом случае if foo in abc() не истощает генератор. Из-за ленивой оценки, как только будет получен 'a', генератор больше не будет выдавать элементы.

Во втором случае if foo in list(abc()) исчерпывает генератор, что вызывает исключение. Поэтому 'with list()' никогда не печатается.