python 生成器和協(xié)程

yield

對于python生成器中的yield來說,yield item會(huì)產(chǎn)出一個(gè)值,提供給next()的調(diào)用方,然后掛起生成器,直到再調(diào)用next()。

def func():
    for i in range(10):
        yield i

f = func()
next(f) 

協(xié)程

在協(xié)程中,yield通常出現(xiàn)在表達(dá)式的右邊(data = yield),可以返回一個(gè)值,也可以不返回(如果yield后面沒有表達(dá)式,則返回None)。 生成器的調(diào)用方可以使用send()方法發(fā)送數(shù)據(jù),發(fā)送的數(shù)據(jù)會(huì)成為yield表達(dá)式的值。因此,生成器可以作為協(xié)程使用。

協(xié)程是一個(gè)過程,這個(gè)過程與調(diào)用方協(xié)作,產(chǎn)出由調(diào)用方提供的值

>>> def func():
...     for i in range(10):
...             r = yield i    #遇到y(tǒng)ield會(huì)暫時(shí)掛起生成器,并返回i
...             print(r)
... 
>>> f = func()
>>> next(f)     # 啟動(dòng)生成器才能向生成器發(fā)送數(shù)據(jù)
0
>>> f.send(10)
10
1

*** 在使用f.send()之前,一定要先預(yù)激協(xié)程 ***

為了簡化協(xié)程的用法,可以使用一個(gè)預(yù)激裝飾器

import functools
def wrapper(func):
    @functools.wraps(func)    # 使用wraps是為了保留func的函數(shù)名
    def inner(*args, **kwargs):
        gen = func(*args, **kwargs)
        next(gen)
        return gen
    return inner


def func():
    for i in range(10):
        r = yield i
        print(r)

終止協(xié)程和異常處理

如果協(xié)程內(nèi)沒有處理異常, 協(xié)程會(huì)終止,再次調(diào)用協(xié)程,會(huì)拋出StopIteration異常

>>> f = func()
>>> f.send(10)
100
1
>>> f.send('hello')
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 5, in func
TypeError: unsupported operand type(s) for ** or pow(): 'str' and 'int'
>>> f.send(10)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

讓協(xié)程返回值

在協(xié)程中使用return返回的值會(huì)放在StopIteration異常中的value變量中,捕獲這個(gè)異常,然后獲取即可

yield from

使用yield from 會(huì)自動(dòng)捕獲StopIteration異常,還會(huì)把value變量的值變成yield from 表達(dá)式的值。

def func():
    for i in range(10):
        r = yield i
    
yield from rang(10) 等同于func()

yield from 將調(diào)用方法與內(nèi)層的子生成器連接起來, 外層的調(diào)用方法可以向內(nèi)層的生成器直接傳遞值,子生成器返回的值由yield from接收.
下面看一個(gè)例子

#!/usr/bin/env python3
from collections import namedtuple

Result = namedtuple('Result', 'count average')# 子生成器

# 這個(gè)例子和上邊示例中的 averager 協(xié)程一樣,只不過這里是作為字生成器使用

def averager():
    total = 0.0
    count = 0
    average = None
    while True:        # main 函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)到這里 
        term = yield
        if term is None: # 終止條件
            break
        total += term
        count += 1
        average = total/count
    return Result(count, average) # 返回的Result 會(huì)成為grouper函數(shù)中yield from表達(dá)式的值


# 委派生成器
def grouper(results, key):
    # 這個(gè)循環(huán)每次都會(huì)新建一個(gè)averager 實(shí)例,每個(gè)實(shí)例都是作為協(xié)程使用的生成器對象
    while True:        # grouper 發(fā)送的每個(gè)值都會(huì)經(jīng)由yield from 處理,通過管道傳給averager 實(shí)例。grouper會(huì)在yield from表達(dá)式處暫停,等待averager實(shí)例處理客戶端發(fā)來的值。averager實(shí)例運(yùn)行完畢后,返回的值綁定到results[key] 上。while 循環(huán)會(huì)不斷創(chuàng)建averager實(shí)例,處理更多的值。
        results[key] = yield from averager()
    
# 調(diào)用方
def main(data):
    results = {}
    for key, values in data.items():
        # group 是調(diào)用grouper函數(shù)得到的生成器對象,傳給grouper 函數(shù)的第一個(gè)參數(shù)是results,用于收集結(jié)果;第二個(gè)是某個(gè)鍵
        group = grouper(results, key)
        next(group)        
        for value in values:            # 把各個(gè)value傳給grouper 傳入的值最終到達(dá)averager函數(shù)中;
            # grouper并不知道傳入的是什么,同時(shí)grouper實(shí)例在yield from處暫停
            group.send(value)        # 把None傳入groupper,傳入的值最終到達(dá)averager函數(shù)中,導(dǎo)致當(dāng)前實(shí)例終止。然后繼續(xù)創(chuàng)建下一個(gè)實(shí)例。
        # 如果沒有g(shù)roup.send(None),那么averager子生成器永遠(yuǎn)不會(huì)終止,委派生成器也永遠(yuǎn)不會(huì)在此激活,也就不會(huì)為result[key]賦值
        group.send(None)
    report(results)
        
# 輸出報(bào)告
def report(results):
    for key, result in sorted(results.items()):
        group, unit = key.split(';')
        print('{:2} {:5} averaging {:.2f}{}'.format(result.count, group, result.average, unit))

data = {
    'girls;kg':[40, 41, 42, 43, 44, 54],
    'girls;m': [1.5, 1.6, 1.8, 1.5, 1.45, 1.6],    
    'boys;kg':[50, 51, 62, 53, 54, 54],    
    'boys;m': [1.6, 1.8, 1.8, 1.7, 1.55, 1.6],
}

if __name__ == '__main__':
    main(data)
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