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來源：伯樂在線 - Jesson 鏈接：http://python./81911/ 點(diǎn)擊 → 了解如何加入專欄作者
生成器(generator)概念
生成器不會(huì)把結(jié)果保存在一個(gè)系列中，而是保存生成器的狀態(tài)，在每次進(jìn)行迭代時(shí)返回一個(gè)值，直到遇到StopIteration異常結(jié)束。
生成器語法
生成器表達(dá)式： 通列表解析語法，只不過把列表解析的[]換成() 生成器表達(dá)式能做的事情列表解析基本都能處理，只不過在需要處理的序列比較大時(shí)，列表解析比較費(fèi)內(nèi)存。
>>> gen = (x**2 for x in range(5)) >>> gen generator object genexpr> at 0x0000000002FB7B40> >>> for g in gen: ... print(g, end='-') ... 0-1-4-9-16- >>> for x in [0,1,2,3,4,5]: ... print(x, end='-') ... 0-1-2-3-4-5-
生成器函數(shù)： 在函數(shù)中如果出現(xiàn)了yield關(guān)鍵字，那么該函數(shù)就不再是普通函數(shù)，而是生成器函數(shù)。
但是生成器函數(shù)可以生產(chǎn)一個(gè)無線的序列，這樣列表根本沒有辦法進(jìn)行處理。
yield 的作用就是把一個(gè)函數(shù)變成一個(gè) generator，帶有 yield 的函數(shù)不再是一個(gè)普通函數(shù)，Python 解釋器會(huì)將其視為一個(gè) generator。
下面為一個(gè)可以無窮生產(chǎn)奇數(shù)的生成器函數(shù)。
def odd(): n=1 while True: yield n n+=2 odd_num = odd() count = 0 for o in odd_num: if count >=5: break print(o) count +=1
當(dāng)然通過手動(dòng)編寫迭代器可以實(shí)現(xiàn)類似的效果，只不過生成器更加直觀易懂
class Iter: def __init__(self): self.start=-1 def __iter__(self): return self def __next__(self): self.start +=2 return self.start I = Iter() for count in range(5): print(next(I))
題外話： 生成器是包含有__iter__()和__next__()方法的，所以可以直接使用for來迭代，而沒有包含StopIteration的自編Iter來只能通過手動(dòng)循環(huán)來迭代。
>>> from collections import Iterable >>> from collections import Iterator >>> isinstance(odd_num, Iterable) True >>> isinstance(odd_num, Iterator) True >>> iter(odd_num) is odd_num True >>> help(odd_num) Help on generator object: odd = class generator(object) | Methods defined here: | | __iter__(self, /) | Implement iter(self). | | __next__(self, /) | Implement next(self). ......
看到上面的結(jié)果，現(xiàn)在你可以很有信心的按照Iterator的方式進(jìn)行循環(huán)了吧！
在 for 循環(huán)執(zhí)行時(shí)，每次循環(huán)都會(huì)執(zhí)行 fab 函數(shù)內(nèi)部的代碼，執(zhí)行到 yield b 時(shí)，fab 函數(shù)就返回一個(gè)迭代值，下次迭代時(shí)，代碼從 yield b 的下一條語句繼續(xù)執(zhí)行，而函數(shù)的本地變量看起來和上次中斷執(zhí)行前是完全一樣的，于是函數(shù)繼續(xù)執(zhí)行，直到再次遇到 yield?？雌饋砭秃孟褚粋€(gè)函數(shù)在正常執(zhí)行的過程中被 yield 中斷了數(shù)次，每次中斷都會(huì)通過 yield 返回當(dāng)前的迭代值。
yield 與 return
在一個(gè)生成器中，如果沒有return，則默認(rèn)執(zhí)行到函數(shù)完畢時(shí)返回StopIteration；
>>> def g1(): ... yield 1 ... >>> g=g1() >>> next(g) #第一次調(diào)用next(g)時(shí)，會(huì)在執(zhí)行完yield語句后掛起，所以此時(shí)程序并沒有執(zhí)行結(jié)束。 1 >>> next(g) #程序試圖從yield語句的下一條語句開始執(zhí)行，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)到了結(jié)尾，所以拋出StopIteration異常。 Traceback (most recent call last): File '', line 1, in module> StopIteration >>>
如果在執(zhí)行過程中 return，則直接拋出 StopIteration 終止迭代。
>>> def g2(): ... yield 'a' ... return ... yield 'b' ... >>> g=g2() >>> next(g) #程序停留在執(zhí)行完yield 'a'語句后的位置。 'a' >>> next(g) #程序發(fā)現(xiàn)下一條語句是return，所以拋出StopIteration異常，這樣yield 'b'語句永遠(yuǎn)也不會(huì)執(zhí)行。 Traceback (most recent call last): File '', line 1, in module> StopIteration
如果在return后返回一個(gè)值，那么這個(gè)值為StopIteration異常的說明，不是程序的返回值。
生成器沒有辦法使用return來返回值。
>>> def g3(): ... yield 'hello' ... return 'world' ... >>> g=g3() >>> next(g) 'hello' >>> next(g) Traceback (most recent call last): File '', line 1, in module> StopIteration: world
生成器支持的方法
>>> help(odd_num) Help on generator object: odd = class generator(object) | Methods defined here: ...... | close(...) | close() -> raise GeneratorExit inside generator. | | send(...) | send(arg) -> send 'arg' into generator, | return next yielded value or raise StopIteration. | | throw(...) | throw(typ[,val[,tb]]) -> raise exception in generator, | return next yielded value or raise StopIteration. ......
close()
手動(dòng)關(guān)閉生成器函數(shù)，后面的調(diào)用會(huì)直接返回StopIteration異常。
>>> def g4(): ... yield 1 ... yield 2 ... yield 3 ... >>> g=g4() >>> next(g) 1 >>> g.close() >>> next(g) #關(guān)閉后，yield 2和yield 3語句將不再起作用 Traceback (most recent call last): File '', line 1, in module> StopIteration
send()
生成器函數(shù)最大的特點(diǎn)是可以接受外部傳入的一個(gè)變量，并根據(jù)變量?jī)?nèi)容計(jì)算結(jié)果后返回。 這是生成器函數(shù)最難理解的地方，也是最重要的地方，實(shí)現(xiàn)后面我會(huì)講到的協(xié)程就全靠它了。
def gen(): value=0 while True: receive=yield value if receive=='e': break value = 'got: %s' % receive g=gen() print(g.send(None)) print(g.send('aaa')) print(g.send(3)) print(g.send('e'))
執(zhí)行流程：
通過g.send(None)或者next(g)可以啟動(dòng)生成器函數(shù)，并執(zhí)行到第一個(gè)yield語句結(jié)束的位置。此時(shí)，執(zhí)行完了yield語句，但是沒有給receive賦值。yield value會(huì)輸出初始值0注意：在啟動(dòng)生成器函數(shù)時(shí)只能send(None),如果試圖輸入其它的值都會(huì)得到錯(cuò)誤提示信息。 通過g.send(‘a(chǎn)aa’)，會(huì)傳入aaa，并賦值給receive，然后計(jì)算出value的值，并回到while頭部，執(zhí)行yield value語句有停止。此時(shí)yield value會(huì)輸出”got: aaa”，然后掛起。 通過g.send(3)，會(huì)重復(fù)第2步，最后輸出結(jié)果為”got: 3″ 當(dāng)我們g.send(‘e’)時(shí)，程序會(huì)執(zhí)行break然后推出循環(huán)，最后整個(gè)函數(shù)執(zhí)行完畢，所以會(huì)得到StopIteration異常。
最后的執(zhí)行結(jié)果如下：
0 got: aaa got: 3 Traceback (most recent call last): File 'h.py', line 14, in module> print(g.send('e')) StopIteration
throw()
用來向生成器函數(shù)送入一個(gè)異常，可以結(jié)束系統(tǒng)定義的異常，或者自定義的異常。 throw()后直接跑出異常并結(jié)束程序，或者消耗掉一個(gè)yield，或者在沒有下一個(gè)yield的時(shí)候直接進(jìn)行到程序的結(jié)尾。
def gen(): while True: try: yield 'normal value' yield 'normal value 2' print('here') except ValueError: print('we got ValueError here') except TypeError: break g=gen() print(next(g)) print(g.throw(ValueError)) print(next(g)) print(g.throw(TypeError))
輸出結(jié)果為：
normal value we got ValueError here normal value normal value 2 Traceback (most recent call last): File 'h.py', line 15, in module> print(g.throw(TypeError)) StopIteration
解釋：
print(next(g))：會(huì)輸出normal value，并停留在yield ‘normal value 2’之前。 由于執(zhí)行了g.throw(ValueError)，所以會(huì)跳過所有后續(xù)的try語句，也就是說yield ‘normal value 2’不會(huì)被執(zhí)行，然后進(jìn)入到except語句，打印出we got ValueError here。然后再次進(jìn)入到while語句部分，消耗一個(gè)yield，所以會(huì)輸出normal value。 print(next(g))，會(huì)執(zhí)行yield ‘normal value 2’語句，并停留在執(zhí)行完該語句后的位置。 g.throw(TypeError)：會(huì)跳出try語句，從而print(‘here’)不會(huì)被執(zhí)行，然后執(zhí)行break語句，跳出while循環(huán)，然后到達(dá)程序結(jié)尾，所以跑出StopIteration異常。
下面給出一個(gè)綜合例子，用來把一個(gè)多維列表展開，或者說扁平化多維列表)
def flatten(nested): try: #如果是字符串，那么手動(dòng)拋出TypeError。 if isinstance(nested, str): raise TypeError for sublist in nested: #yield flatten(sublist) for element in flatten(sublist): #yield element print('got:', element) except TypeError: #print('here') yield nested L=['aaadf',[1,2,3],2,4,[5,[6,[8,[9]],'ddf'],7]] for num in flatten(L): print(num)
如果理解起來有點(diǎn)困難，那么把print語句的注釋打開在進(jìn)行查看就比較明了了。
總結(jié)
按照鴨子模型理論，生成器就是一種迭代器，可以使用for進(jìn)行迭代。 第一次執(zhí)行next(generator)時(shí)，會(huì)執(zhí)行完yield語句后程序進(jìn)行掛起，所有的參數(shù)和狀態(tài)會(huì)進(jìn)行保存。再一次執(zhí)行next(generator)時(shí)，會(huì)從掛起的狀態(tài)開始往后執(zhí)行。在遇到程序的結(jié)尾或者遇到StopIteration時(shí)，循環(huán)結(jié)束。 可以通過generator.send(arg)來傳入?yún)?shù)，這是協(xié)程模型。 可以通過generator.throw(exception)來傳入一個(gè)異常。throw語句會(huì)消耗掉一個(gè)yield?？梢酝ㄟ^generator.close()來手動(dòng)關(guān)閉生成器。 next()等價(jià)于send(None)
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