Python 生成器詳解

1. 生成器定義

在Python中,一邊循環一邊計算的機制,稱爲生成器:generator。

 

2. 爲什麼要有生成器

列表所有數據都在內存中,如果有海量數據的話將會非常耗內存。

如:僅僅需要訪問前面幾個元素,那後面絕大多數元素佔用的空間都白白浪費了。

如果列表元素按照某種算法推算出來,那我們就可以在循環的過程中不斷推算出後續的元素,這樣就不必創建完整的list,從而節省大量的空間。

簡單一句話:我又想要得到龐大的數據,又想讓它佔用空間少,那就用生成器!

 

3.如何創建生成器

第一種方法很簡單,只要把一個列表生成式的[]改成(),就創建了一個generator:

 

>>> L = [x * x for x in range(10)]
>>> L
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
>>> g = (x * x for x in range(10))
>>> g
<generator object <genexpr> at 0x1022ef630>

 創建Lg的區別僅在於最外層的[]()L是一個list,而g是一個generator。

 

方法二, 如果一個函數中包含yield關鍵字,那麼這個函數就不再是一個普通函數,而是一個generator。調用函數就是創建了一個生成器(generator)對象。

 

4. 生成器的工作原理

(1)生成器(generator)能夠迭代的關鍵是它有一個next()方法,

  工作原理就是通過重複調用next()方法,直到捕獲一個異常。

(2)帶有 yield 的函數不再是一個普通函數,而是一個生成器generator。

  可用next()調用生成器對象來取值。next 兩種方式 t.__next__()  |  next(t)。

  可用for 循環獲取返回值(每執行一次,取生成器裏面一個值)

  (基本上不會用next()來獲取下一個返回值,而是直接使用for循環來迭代)。

(3)yield相當於 return 返回一個值,並且記住這個返回的位置,下次迭代時,代碼從yield的下一條語句開始執行。

(4).send() 和next()一樣,都能讓生成器繼續往下走一步(下次遇到yield停),但send()能傳一個值,這個值作爲yield表達式整體的結果

  ——換句話說,就是send可以強行修改上一個yield表達式值。比如函數中有一個yield賦值,a = yield 5,第一次迭代到這裏會返回5,a還沒有賦值。第二次迭代時,使用.send(10),那麼,就是強行修改yield 5表達式的值爲10,本來是5的,那麼a=10

 

感受下yield返回值的過程(關注點:每次停在哪,下次又開始在哪)及send()傳參的通訊過程,

思考None是如何產生的(第一次取值:yield 返回了 i 值 0,停在yield i,temp沒賦到值。第二次取值,開始在print,temp沒被賦值,故打印None,i加1,繼續while判斷,yield  返回了 i 值 1,停在yield i):

 

 

 

好了,話不多說,翠花,上栗子:

 

 1 #encoding:UTF-8  
 2 def yield_test(n):  
 3     for i in range(n):  
 4         yield call(i)  
 5         print("i=",i)      
 6     print("Done.")  
 7   
 8 def call(i):  
 9     return i*2  
10   
11 for i in yield_test(5):  
12     print(i,",")

 

  結果:

 

>>>   
0 ,  
i= 0  
2 ,  
i= 1  
4 ,  
i= 2  
6 ,  
i= 3  
8 ,  
i= 4  
Done.
>>>

 

 理解的關鍵在於:下次迭代時,代碼從yield的下一條語句開始執行。

 

 總結:

什麼是生成器?

生成器僅僅保存了一套生成數值的算法,並且沒有讓這個算法現在就開始執行,而是我什麼時候調它,它什麼時候開始計算一個新的值,並給你返回。

 

 

練習題:

 

def count_down(n):
    while n >= 0:
        newn = yield n
        print('newn', newn)
        if newn:
            print('if')
            n = newn
            print('n =', n)
        else:
            n -= 1


cd = count_down(5)
for i in cd:
    print(i, ',')
    if i == 5:
        cd.send(3)

 

 

結果:

 

備註:xx = yield yy
摘要:send()的作用是使xx賦值爲發送的值(send的參數),然後讓生成器執行到下個yield..

使用send(params)需要區分情況。
注意:如果生成器未啓動,則必須在使用send()前必須要啓動生成器,而啓動的方法可以是generator.next()或是generator.send(None)執行到第一個yield處,之後就可以使用send(params)不斷傳入值了。
如果是已啓動,則send(params)的作用就是給xx賦值爲發送的值(send的參數),然後讓生成器執行到下個yield。

爲什麼需要send(None),也很好理解,因爲 生成器還沒有走到第一個yield語句,如果我們發生一個真實的值,這時是沒有人去“接收”它的。一旦生成器啓動了,就對象接受(即=號左邊的左值xx接受了),
之後就可以使用send(params)不斷傳入值了。

▲注意,每次的send()都會運行到yield語句,但賦值不會執行,只會有返回值,相當於return後就退出函數了,所以在返回值之後的賦值就不會執行了。

 

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