Python 生成器

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概念

生成器定义 在Python中,一边循环一边计算的机制,称为生成器:generator

为什么要有生成器

列表所有数据都在内存中,如果有海量数据的话将会非常耗内存。如:仅仅需要访问前面几个元素,那后面绝大多数元素占用的空间

都白白浪费了。如果列表元素按照某种算法推算出来,那我们就可以在循环的过程中不断推算出后续的元素,这样就不必创建完整的list,从而节省大量的空间。

换言之:时间换空间!想要得到庞大的数据,又想让它占用空间少,那就用生成器!延迟计算!需要的时候,再计算出数据

创建方式-生成器表达式

生成器表达式很简单,只要把一个列表推导式的[] 改成() ,就创建了一个生成器(generator):

python 复制代码
L = [x * x for x in range(10)] #这是列表
print(L)
g = (x * x for x in range(10)) #这是生成器
print(g)
print(list(g))

输出结果:

[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

<generator object at 0x000001959C07ED50>

[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

创建方式-生成器函数

如果一个函数中包含yield 关键字,那么这个函数就不再是一个普通函数,调用函数就是创建了一个生成器(generator)对象。

生成器函数:其实就是利用关键字yield 一次性返回一个结果,阻塞,重新开始

生成器函数工作原理

1 生成器函数返回一个迭代器,for循环对这个迭代器不断调用__next__() 函数,不断运行到下一个yield 语句,一次一次取得每一个返回值,直到没有yield 语句为止,最终引发StopIteration 异常。

2 yield 相当于return 返回一个值,并且记住这个返回的位置,下次迭代时,代码从yield 的下一条语句(不是下一行)开始执行。

3 send() 和next() ,都能让生成器继续往下走一步(下次遇到yield 停),但send() 能传一个值,这个值作为yield 表达式整体的结果

python 复制代码
def test():
    print("start")
    i=0
    while i<3:
        temp = yield i #下次迭代时,代码从`yield`的下一条语句(不是下一行)开始执行
        print(f"temp:{temp}")
        i += 1
    print("end")
    return "done"
if __name__ == '__main__':
    a = test()
    print(type(a))
    print(a.__next__())
    print(a.__next__())
    print(a.__next__()) # next(a) 一样
    print(a.__next__()) # 抛出异常:StopIteration

输出结果

start

0

temp:None

1

temp:None

2

temp:None

end

Traceback (most recent call last):

Cell In[78], line 16

print(a.next ()) # 抛出异常:StopIteration

StopIteration: done

python 复制代码
# send的作用是唤醒并继续执行,发送一个信息到生成器内部
def foo():
    print("start")
    i = 0
    while i<2:
        temp = yield i
        print(f"temp:{temp}")
        i=i+1
    print("end")
g = foo()
print(next(g))
print("*"*20)
print(g.send(100))
print(next(g))

因此,生成器仅仅保存了一套生成数值的算法,并且没有让这个算法现在就开始执行,而是我什么时候调它,它什么时候开始计算一个新的值,并给你返回。故而生成器有以下特点:

1 生成器函数生成一系列结果。通过yield 关键字返回一个值后,还能从其退出的地方继续运行,因此可以随时间产生一系列的值。

2 生成器和迭代是密切相关的,迭代器都有一个__next__() 成员方法,这个方法要么返回迭代的下一项,要么引起异常结束迭代。

3 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返回值函数,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。

4 生成器看起来像是一个函数,但是表现得却像是迭代器

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