python生成器

什么是生成器?
通過列表生成式,我們可以直接創(chuàng)建一個列表。但是,受到內(nèi)存限制,列表容量肯定是有限的。而且,創(chuàng)建一個包含100萬個元素的列表,不僅占用很大的存儲空間,如果我們僅僅需要訪問前面幾個元素,那后面絕大多數(shù)元素占用的空間都白白浪費了。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)一邊計算的機制,稱為生成器:generator。

帶有 yield 的函數(shù)在 Python 中被稱之為 generator(生成器),幾個例子說明下(還是用生成斐波那契數(shù)列說明)

生成器(yield)既可以保持代碼的簡潔性,又可以保持代碼的效果

def fab(max):
    n, a, b = 0, 0, 1
    while n < max:
        yield b
        a, b = b, a + b
        n = n + 1

執(zhí)行

>>> for n in fab(5):
    print n
  
1
1
2
3
5

簡單地講,yield 的作用就是把一個函數(shù)變成一個 generator,帶有 yield 的函數(shù)不再是一個普通函數(shù),Python 解釋器會將其視為一個 generator,調(diào)用 fab(5) 不會執(zhí)行 fab 函數(shù),而是返回一個 iterable 對象!在 for 循環(huán)執(zhí)行時,每次循環(huán)都會執(zhí)行 fab 函數(shù)內(nèi)部的代碼,執(zhí)行到 yield b 時,fab 函數(shù)就返回一個迭代值,下次迭代時,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€函數(shù)在正常執(zhí)行的過程中被 yield 中斷了數(shù)次,每次中斷都會通過 yield 返回當(dāng)前的迭代值。

也可以手動調(diào)用 fab(5) 的 next() 方法(因為 fab(5) 是一個 generator 對象,該對象具有 next() 方法),這樣我們就可以更清楚地看到 fab 的執(zhí)行流程:

>>> f = fab(3)
>>> f.next()
1
>>> f.next()
1
>>> f.next()
2
>>> f.next()
 
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#62>", line 1, in <module>
    f.next()
StopIteration

return作用

在一個生成器中,如果沒有return,則默認執(zhí)行到函數(shù)完畢;如果遇到return,如果在執(zhí)行過程中 return,則直接拋出 StopIteration 終止迭代。例如

>>> s = fab(5)
>>> s.next()
1
>>> s.next()
 
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#66>", line 1, in <module>
    s.next()
StopIteration

文件讀取

def read_file(fpath): 
    BLOCK_SIZE = 1024 
    with open(fpath, 'rb') as f: 
        while True: 
            block = f.read(BLOCK_SIZE) 
            if block: 
                yield block 
            else: 
                return

如果直接對文件對象調(diào)用 read() 方法,會導(dǎo)致不可預(yù)測的內(nèi)存占用。好的方法是利用固定長度的緩沖區(qū)來不斷讀取文件內(nèi)容。通過 yield,我們不再需要編寫讀文件的迭代類,就可以輕松實現(xiàn)文件讀取。

send
例子:執(zhí)行到y(tǒng)ield時,gen函數(shù)作用暫時保存,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c.send(None)

def gen():
    i = 0
    while i<5:
        temp = yield i
        print(temp)
        i+=1

使用send

f = gen()

f.__next__()
0

f.send('haha')
haha
1

f.__next__()
None
2

 f.send('haha')
haha
3

實現(xiàn)多任務(wù)

def test1():
    while True:
        print("--1--")
        yield None

def test2():
    while True:
        print("--2--")
        yield None

t1 = test1()
t2 = test2()
while True:
    t1.__next__()
    t2.__next__()

總結(jié):

生成器是這樣一個函數(shù),它記住上一次返回時在函數(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:

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