什么是生成器?

生成器是一个特殊的程序,可以被用作控制循环的迭代行为。python中生成器是迭代器的一种,使用yield返回函数值,每次调用yield会暂停,而可以使用next()函数和send()函数恢复生成器。

生成器类似于返回值为数组的一个函数,这个函数可以接受参数,可以被调用,但是,不同于一般的函数会一次性返回包括了所有数值的数组,生成器一次只能产生一个值,这样消耗的内存数量将大大减小,而且允许调用函数可以很快的处理前几个返回值,因此生成器看起来像是一个函数,但是表现得却像是迭代器。

python中的生成器

python中提供了两种基本的方式

   生成器函数:也是用def定义的,利用关键字yield一次性返回一个结果,阻塞,重新开始

   生成器表达式:返回一个对象,这个对象只有在需要的时候才产生结果

——生成器函数

为什么叫生成器函数?因为它随着时间的推移生成了一个数值队列。一般的函数在执行完毕之后会返回一个值然后退出,但是生成器函数会自动挂起,然后重新拾起急需执行,他会利用yield关键字关起函数,给调用者返回一个值,同时保留了当前的足够多的状态,可以使函数继续执行,生成器和迭代协议是密切相关的,可迭代的对象都有一个__next__()__成员方法,这个方法要么返回迭代的下一项,要买引起异常结束迭代。

为了支持迭代协议,拥有yield语句的函数被编译为生成器,这类函数被调用时返回一个生成器对象,返回的对象支持迭代接口,即成员方法__next()__继续从中短处执行。

'''生成器'''

def create_counter(n):
    print("create_counter")
    while True:
        yield n
        print("increment n")
        n +=1

gen = create_counter(2)
print(gen)
print(next(gen))
print(next(gen))

(当执行上面的语句时候,先执行yield n ,然后create_counter暂停,此时赋值运算还未进行
然后等到调用的时候再执行,这样就大大的节省了内存空间)

<generator object create_counter at 0x0000023A1694A938>
create_counter
2
increment n
3

Process finished with exit code 0

 

 

在create_counter函数中出现了关键字yield,预示着这个函数每次只产生一个结果值,这个函数返回一个生成器(通过第一行输出可以看出来),用来产生连续的n值

  • 在创造生成器实例的时候,只需要像普通函数一样调用就可以,但是这个调用却不会执行这个函数,这个可以通过输出看出来
  • next()函数将生成器对象作为自己的参数,在第一次调用的时候,他执行了create_counter()函数到yield语句,返回产生的值2
  • 我们重复的调用next()函数,每次他都会从上次被挂起的地方开始执行,直到再次遇到了yield关键字

——生成器表达式

生成器表达式来源于迭代和列表解析的组合,生成器和列表解析类似,但是它使用尖括号而不是方括号

>>> # 列表解析生成列表
>>> [ x ** 3 for x in range(5)]
[0, 1, 8, 27, 64]
>>> 
>>> # 生成器表达式
>>> (x ** 3 for x in range(5))
<generator object <genexpr> at 0x000000000315F678>
>>> # 两者之间转换
>>> list(x ** 3 for x in range(5))
[0, 1, 8, 27, 64]

就操作而言,生成器表如果使用大量的next()函数会显得非常不方便,for循环会自动触发next函数,所以可以按照下面的方式使用

for i in (x*2 for x in range(5)):
    print('%s,%s'   %(i,i*i))


0,0
2,4
4,16
6,36
8,64

Process finished with exit code 0

  一个迭代既可以被写成生成器函数,也可以被协程生成器表达式,均支持自动和手动迭代。而且这些生成器只支持一个active迭代,也就是说生成器的迭代器就是生成器本身。

对yield的总结

(1):通常的for..in…循环中,in后面是一个数组,这个数组就是一个可迭代对象,类似的还有链表,字符串,文件。他可以是a = [1,2,3],也可以是a = [x*x for x in range(3)]。

它的缺点也很明显,就是所有数据都在内存里面,如果有海量的数据,将会非常耗内存。

(2)生成器是可以迭代的,但是只可以读取它一次。因为用的时候才生成,比如a = (x*x for x in range(3))。!!!!注意这里是小括号而不是方括号。

(3)生成器(generator)能够迭代的关键是他有next()方法,工作原理就是通过重复调用next()方法,直到捕获一个异常。

(4)带有yield的函数不再是一个普通的函数,而是一个生成器generator,可用于迭代

(5)yield是一个类似return 的关键字,迭代一次遇到yield的时候就返回yield后面或者右面的值。而且下一次迭代的时候,从上一次迭代遇到的yield后面的代码开始执行

(6)yield就是return返回的一个值,并且记住这个返回的位置。下一次迭代就从这个位置开始。

(7)带有yield的函数不仅仅是只用于for循环,而且可用于某个函数的参数,只要这个函数的参数也允许迭代参数。

(8)send()和next()的区别就在于send可传递参数给yield表达式,这时候传递的参数就会作为yield表达式的值,而yield的参数是返回给调用者的值,也就是说send可以强行修改上一个yield表达式值。

(9)send()和next()都有返回值,他们的返回值是当前迭代遇到的yield的时候,yield后面表达式的值,其实就是当前迭代yield后面的参数。

(10)第一次调用时候必须先next()或send(),否则会报错,send后之所以为None是因为这时候没有上一个yield,所以也可以认为next()等同于send(None)

 

def yield_test(n):
    for i in range(n):
        yield 5
        print("i = " ,i)
    print('end')

for i in yield_test(5):
    print(i)




5
i =  0
5
i =  1
5
i =  2
5
i =  3
5
i =  4
end

Process finished with exit code 0

  

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