1.什么是生成器

通過列表生成式，我們可以直接創(chuàng)建一個(gè)列表。但是，受到內(nèi)存限制，列表容量肯定是有限的。而且，創(chuàng)建一個(gè)包含100萬個(gè)元素的列表，不僅占用很大的存儲(chǔ)空間，如果我們僅僅需要訪問前面幾個(gè)元素，那后面絕大多數(shù)元素占用的空間都白白浪費(fèi)了。所以，如果列表元素可以按照某種算法推算出來，那我們是否可以在循環(huán)的過程中不斷推算出后續(xù)的元素呢？這樣就不必創(chuàng)建完整的list，從而節(jié)省大量的空間。在Python中，這種一邊循環(huán)一邊計(jì)算的機(jī)制，稱為生成器：generator。

2.創(chuàng)建生成器方法

方法一

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

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L的每一個(gè)元素，但我們怎么打印出G的每一個(gè)元素呢？如果要一個(gè)一個(gè)打印出來，可以通過next()函數(shù)獲得生成器的下一個(gè)返回值：

運(yùn)行結(jié)果：

運(yùn)行結(jié)果：

生成器保存的是算法，每次調(diào)用next(G)，就計(jì)算出G的下一個(gè)元素的值，直到計(jì)算到最后一個(gè)元素，沒有更多的元素時(shí)，拋出StopIteration的異常。當(dāng)然，這種不斷調(diào)用next()實(shí)在是太變態(tài)了，正確的方法是使用for循環(huán)，因?yàn)樯善饕彩强傻鷮ο?。所以，我們?chuàng)建了一個(gè)生成器后，基本上永遠(yuǎn)不會(huì)調(diào)用next()，而是通過for循環(huán)來迭代它，并且不需要關(guān)心StopIteration異常。

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)無法實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，還可以用函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。

比如，著名的斐波拉契數(shù)列（Fibonacci），除第一個(gè)和第二個(gè)數(shù)外，任意一個(gè)數(shù)都可由前兩個(gè)數(shù)相加得到：

1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, ...

斐波拉契數(shù)列用列表生成式寫不出來，但是，用函數(shù)把它打印出來卻很容易：

運(yùn)行結(jié)果：

仔細(xì)觀察，可以看出，fib函數(shù)實(shí)際上是定義了斐波拉契數(shù)列的推算規(guī)則，可以從第一個(gè)元素開始，推算出后續(xù)任意的元素，這種邏輯其實(shí)非常類似generator。

也就是說，上面的函數(shù)和generator僅一步之遙。要把fib函數(shù)變成generator，只需要把print(b)改為yield b就可以了：

運(yùn)行結(jié)果：

在上面fib的例子，我們在循環(huán)過程中不斷調(diào)用yield，就會(huì)不斷中斷。當(dāng)然要給循環(huán)設(shè)置一個(gè)條件來退出循環(huán)，不然就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)無限數(shù)列出來。同樣的，把函數(shù)改成generator后，我們基本上從來不會(huì)用next()來獲取下一個(gè)返回值，而是直接使用for循環(huán)來迭代：

運(yùn)行結(jié)果：

但是用for循環(huán)調(diào)用generator時(shí)，發(fā)現(xiàn)拿不到generator的return語句的返回值。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：

運(yùn)行結(jié)果：

3.send

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)送過來的值，c.next()等價(jià)c.send(None)

使用next函數(shù)

運(yùn)行結(jié)果：

使用__next__()方法

運(yùn)行結(jié)果：

使用send

運(yùn)行結(jié)果：

4.實(shí)現(xiàn)多任務(wù)

模擬多任務(wù)實(shí)現(xiàn)方式之一：協(xié)程

運(yùn)行結(jié)果：

總結(jié)

生成器是這樣一個(gè)函數(shù)，它記住上一次返回時(shí)在函數(shù)體中的位置。對生成器函數(shù)的第二次（或第n次）調(diào)用跳轉(zhuǎn)至該函數(shù)中間，而上次調(diào)用的所有局部變量都保持不變。

生成器不僅“記住”了它數(shù)據(jù)狀態(tài)；生成器還“記住”了它在流控制構(gòu)造（在命令式編程中，這種構(gòu)造不只是數(shù)據(jù)值）中的位置。

生成器的特點(diǎn)：

1.節(jié)約內(nèi)存

2.迭代到下一次的調(diào)用時(shí)，所使用的參數(shù)都是第一次所保留下的，即是說，在整個(gè)所有函數(shù)調(diào)用的參數(shù)都是第一次所調(diào)用時(shí)保留的，而不是新創(chuàng)建的

5.迭代器

迭代是訪問集合元素的一種方式。迭代器是一個(gè)可以記住遍歷的位置的對象。迭代器對象從集合的第一個(gè)元素開始訪問，直到所有的元素被訪問完結(jié)束。迭代器只能往前不會(huì)后退。

1.可迭代對象

以直接作用于for循環(huán)的數(shù)據(jù)類型有以下幾種：

一類是集合數(shù)據(jù)類型，如list、tuple、dict、set、str等；

一類是generator，包括生成器和帶yield的generator function。

這些可以直接作用于for循環(huán)的對象統(tǒng)稱為可迭代對象：Iterable。

2.判斷是否可以迭代

可以使用isinstance()判斷一個(gè)對象是否是Iterable對象：

運(yùn)行結(jié)果：

而生成器不但可以作用于for循環(huán)，還可以被next()函數(shù)不斷調(diào)用并返回下一個(gè)值，直到最后拋出StopIteration錯(cuò)誤表示無法繼續(xù)返回下一個(gè)值了。

3.迭代器

可以被next()函數(shù)調(diào)用并不斷返回下一個(gè)值的對象稱為迭代器：Iterator。

運(yùn)行結(jié)果：

4.iter()函數(shù)

生成器都是Iterator對象，但list、dict、str雖然是Iterable，卻不是Iterator。

把list、dict、str等Iterable變成Iterator可以使用iter()函數(shù)：

運(yùn)行結(jié)果：

總結(jié)

·凡是可作用于for循環(huán)的對象都是Iterable類型；

·凡是可作用于next()函數(shù)的對象都是Iterator類型

·集合數(shù)據(jù)類型如list、dict、str等是Iterable但不是Iterator，不過可以通過iter()函數(shù)獲得一個(gè)Iterator對象。

·目的是在使用集合的時(shí)候，減少占用的內(nèi)容。

6.閉包

1.函數(shù)引用

運(yùn)行結(jié)果：

圖解：

2.什么是閉包

運(yùn)行結(jié)果：

3.看一個(gè)閉包的實(shí)際例子：

運(yùn)行結(jié)果：

這個(gè)例子中，函數(shù)line與變量a,b構(gòu)成閉包。在創(chuàng)建閉包的時(shí)候，我們通過line_conf的參數(shù)a,b說明了這兩個(gè)變量的取值，這樣，我們就確定了函數(shù)的最終形式(y = x + 1和y = 4x + 5)。我們只需要變換參數(shù)a,b，就可以獲得不同的直線表達(dá)函數(shù)。由此，我們可以看到，閉包也具有提高代碼可復(fù)用性的作用。

如果沒有閉包，我們需要每次創(chuàng)建直線函數(shù)的時(shí)候同時(shí)說明a,b,x。這樣，我們就需要更多的參數(shù)傳遞，也減少了代碼的可移植性。