生成器

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1. 生成器

利用迭代器，我們可以在每次迭代獲取數(shù)據(jù)(通過(guò)next()方法)時(shí)按照特定的規(guī)律進(jìn)行生成。但是我們?cè)趯?shí)現(xiàn)一個(gè)迭代器時(shí)，關(guān)于當(dāng)前迭代到的狀態(tài)需要我們自己記錄，進(jìn)而才能根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)生成下一個(gè)數(shù)據(jù)。為了達(dá)到記錄當(dāng)前狀態(tài)，并配合next()函數(shù)進(jìn)行迭代使用，我們可以采用更簡(jiǎn)便的語(yǔ)法，即生成器(generator)。生成器是一類特殊的迭代器。

2. 創(chuàng)建生成器方法1

要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)生成器，有很多種方法。第一種方法很簡(jiǎn)單，只要把一個(gè)列表生成式的 [ ]改成 ( )

In [15]: L = [ x*2 for x in range(5)]

In [16]: L

Out[16]: [0, 2, 4, 6, 8]

In [17]: G = ( x*2 for x in range(5))

In [18]: G

Out[18]: at 0x7f626c132db0>

In [19]:

創(chuàng)建 L 和 G 的區(qū)別僅在于最外層的 [ ] 和 ( ) ， L 是一個(gè)列表，而 G

是一個(gè)生成器。我們可以直接打印出列表L的每一個(gè)元素，而對(duì)于生成器G，我們可以按照迭代器的使用方法來(lái)使用，即可以通過(guò)next()函數(shù)、for循環(huán)、list()等方法使用。

In [19]: next(G)

Out[19]: 0

In [20]: next(G)

Out[20]: 2

In [21]: next(G)

Out[21]: 4

In [22]: next(G)

Out[22]: 6

In [23]: next(G)

Out[23]: 8

In [24]: next(G)

---------------------------------------------------------------------------

StopIteration Traceback (most recent call last)

in ()

----> 1 next(G)

StopIteration:

In [25]:

In [26]: G = ( x*2 for x in range(5))

In [27]: for x in G:

....: print(x)

....:

0

2

4

6

8

3. 創(chuàng)建生成器方法2

generator非常強(qiáng)大。如果推算的算法比較復(fù)雜，用類似列表生成式的 for

循環(huán)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，還可以用函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

我們?nèi)匀挥蒙弦还?jié)提到的斐波那契數(shù)列來(lái)舉例，回想我們?cè)谏弦还?jié)用迭代器的實(shí)現(xiàn)方式：

class FibIterator(object):

"""斐波那契數(shù)列迭代器"""

def __init__(self, n):

"""

:param n: int, 指明生成數(shù)列的前n個(gè)數(shù)

"""

self.n = n

# current用來(lái)保存當(dāng)前生成到數(shù)列中的第幾個(gè)數(shù)了

self.current = 0

# num1用來(lái)保存前前一個(gè)數(shù)，初始值為數(shù)列中的第一個(gè)數(shù)0

self.num1 = 0

# num2用來(lái)保存前一個(gè)數(shù)，初始值為數(shù)列中的第二個(gè)數(shù)1

self.num2 = 1

def __next__(self):

"""被next()函數(shù)調(diào)用來(lái)獲取下一個(gè)數(shù)"""

if self.current < self.n:

num = self.num1

self.num1, self.num2 = self.num2, self.num1+self.num2

self.current += 1

return num

else:

raise StopIteration

def __iter__(self):

"""迭代器的__iter__返回自身即可"""

return self

注意，在用迭代器實(shí)現(xiàn)的方式中，我們要借助幾個(gè)變量(n、current、num1、num2)來(lái)保存迭代的狀態(tài)?，F(xiàn)在我們用生成器來(lái)實(shí)現(xiàn)一下。

In [30]: def fib(n):

....: current = 0

....: num1, num2 = 0, 1

....: while current < n:

....: num = num1

....: num1, num2 = num2, num1+num2

....: current += 1

....: yield num

....: return 'done'

....:

In [31]: F = fib(5)

In [32]: next(F)

Out[32]: 1

In [33]: next(F)

Out[33]: 1

In [34]: next(F)

Out[34]: 2

In [35]: next(F)

Out[35]: 3

In [36]: next(F)

Out[36]: 5

In [37]: next(F)

---------------------------------------------------------------------------

StopIteration Traceback (most recent call last)

in ()

----> 1 next(F)

StopIteration: done

在使用生成器實(shí)現(xiàn)的方式中，我們將原本在迭代器__next__方法中實(shí)現(xiàn)的基本邏輯放到一個(gè)函數(shù)中來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是將每次迭代返回?cái)?shù)值的return換成了yield，此時(shí)新定義的函數(shù)便不再是函數(shù)，而是一個(gè)生成器了。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)：只要在def中有yield關(guān)鍵字的就稱為 生成器

此時(shí)按照調(diào)用函數(shù)的方式( 案例中為F = fib(5))使用生成器就不再是執(zhí)行函數(shù)體了，而是會(huì)返回一個(gè)生成器對(duì)象(案例中為F)，然后就可以按照使用迭代器的方式來(lái)使用生成器了。

In [38]: for n in fib(5):

....: print(n)

....:

1

1

2

3

5

但是用for循環(huán)調(diào)用generator時(shí)，發(fā)現(xiàn)拿不到generator的return語(yǔ)句的返回值。如果想要拿到返回值，必須捕獲StopIteration錯(cuò)誤，返回值包含在StopIteration的value中：

In [39]: g = fib(5)

In [40]: while True:

....: try:

....: x = next(g)

..... print("value:%d"%x)

....: except StopIteration as e:

....: print("生成器返回值:%s"%e.value)

....: break

....:

value:1

value:1

value:2

value:3

value:5

生成器返回值:done

In [41]:

總結(jié)

使用了yield關(guān)鍵字的函數(shù)不再是函數(shù)，而是生成器。(使用了yield的函數(shù)就是生成器)

yield關(guān)鍵字有兩點(diǎn)作用：

保存當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)(斷點(diǎn))，然后暫停執(zhí)行，即將生成器(函數(shù))掛起

將yield關(guān)鍵字后面表達(dá)式的值作為返回值返回，此時(shí)可以理解為起到了return的作用

可以使用next()函數(shù)讓生成器從斷點(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行，即喚醒生成器(函數(shù))

Python3中的生成器可以使用return返回最終運(yùn)行的返回值，而Python2中的生成器不允許使用return返回一個(gè)返回值(即可以使用return從生成器中退出，但return后不能有任何表達(dá)式)。鄭州婦科醫(yī)院 http://www.zykdfkyy.com/

4. 使用send喚醒

我們除了可以使用next()函數(shù)來(lái)喚醒生成器繼續(xù)執(zhí)行外，還可以使用send()函數(shù)來(lái)喚醒執(zhí)行。使用send()函數(shù)的一個(gè)好處是可以在喚醒的同時(shí)向斷點(diǎn)處傳入一個(gè)附加數(shù)據(jù)。

例子：執(zhí)行到y(tǒng)ield時(shí)，gen函數(shù)作用暫時(shí)保存，返回i的值;

temp接收下次c.send("python")，send發(fā)送過(guò)來(lái)的值，c.next()等價(jià)c.send(None)

In [10]: def gen():

....: i = 0

....: while i<5:

....: temp = yield i

....: print(temp)

....: i+=1

....:

使用send

In [43]: f = gen()

In [44]: next(f)

Out[44]: 0

In [45]: f.send('haha')

haha

Out[45]: 1

In [46]: next(f)

None

Out[46]: 2

In [47]: f.send('haha')

haha

Out[47]: 3

使用next函數(shù)

In [11]: f = gen()

In [12]: next(f)

Out[12]: 0

In [13]: next(f)

None

Out[13]: 1

In [14]: next(f)

None

Out[14]: 2

In [15]: next(f)

None

Out[15]: 3

In [16]: next(f)

None

Out[16]: 4

In [17]: next(f)

None

---------------------------------------------------------------------------

StopIteration Traceback (most recent call last)

in ()

----> 1 next(f)

StopIteration:

使用__next__()方法(不常使用)

In [18]: f = gen()

In [19]: f.__next__()

Out[19]: 0

In [20]: f.__next__()

None

Out[20]: 1

In [21]: f.__next__()

None

Out[21]: 2

In [22]: f.__next__()

None

Out[22]: 3

In [23]: f.__next__()

None

Out[23]: 4

In [24]: f.__next__()

None

---------------------------------------------------------------------------

StopIteration Traceback (most recent call last)

in ()

----> 1 f.__next__()