python深入理解yield以及和return的区别

Posted 2021-06-28 七月的小尾巴

Python 中 yield 用法详解

yield的英文单词意思是生产，刚接触Python的时候感到非常困惑，一直没弄明白yield的用法。只是粗略的知道yield可以用来为一个函数返回值塞数据，比如下面的例子：

def addlist(alist):
    for i in alist:
        yield i + 1

取出alist的每一项，然后把i + 1塞进去。然后通过调用取出每一项：

alist = [1, 2, 3, 4]
for x in addlist(alist):
    print x,

这的确是yield应用的一个例子，但是，看过limodou的文章《2.5版yield之学习心得》，并自己反复体验后，对yield有了一个全新的理解。

包含yield的函数

假如你看到某个函数包含了yield，这意味着这个函数已经是一个Generator，它的执行会和其他普通的函数有很多不同。比如下面的简单的函数：

def h():
    print 'To be brave'
    yield 5

h()

可以看到，调用h()之后，print 语句并没有执行！这就是yield，那么，如何让print 语句执行呢？这就是后面要讨论的问题，通过后面的讨论和学习，就会明白yield的工作原理了。

yield是一个表达式

Python2.5以前，yield是一个语句，但现在2.5中，yield是一个表达式(Expression)，比如：

m = yield 5

表达式(yield 5)的返回值将赋值给m，所以，认为 m = 5 是错误的。那么如何获取(yield 5)的返回值呢？需要用到后面要介绍的send(msg)方法。

透过next()语句看原理

现在，我们来揭晓yield的工作原理。我们知道，我们上面的h()被调用后并没有执行，因为它有yield表达式，因此，我们通过next()语句让它执行。next()语句将恢复Generator执行，并直到下一个yield表达式处。比如：

def h():
    print 'Wen Chuan'
    yield 5
    print 'Fighting!'

c = h()
c.next()

c.next()调用后，h()开始执行，直到遇到yield 5，因此输出结果：
Wen Chuan
当我们再次调用c.next()时，会继续执行，直到找到下一个yield表达式。由于后面没有yield了，因此会拋出异常：

Traceback (most recent call last):
  File "/home/evergreen/Codes/yidld.py", line 11, in <module>
    c.next()
StopIteration

send(msg) 与 next()

了解了next()如何让包含yield的函数执行后，我们再来看另外一个非常重要的函数send(msg)。其实next()和send()在一定意义上作用是相似的，区别是send()可以传递yield表达式的值进去，而next()不能传递特定的值，只能传递None进去。因此，我们可以看做
c.next() 和 c.send(None) 作用是一样的。

def h():
    print 'Wen Chuan',
    m = yield 5  # Fighting!
    print m
    d = yield 12
    print 'We are together!'

c = h()
c.next()  #相当于c.send(None)
c.send('Fighting!')  #(yield 5)表达式被赋予了'Fighting!'

输出的结果为：
Wen Chuan Fighting!
需要提醒的是，第一次调用时，请使用next()语句或是send(None)，不能使用send发送一个非None的值，否则会出错的，因为没有yield语句来接收这个值。

send(msg) 与 next()的返回值

send(msg) 和 next()是有返回值的，它们的返回值很特殊，返回的是下一个yield表达式的参数。比如yield 5，则返回 5 。到这里，是不是明白了一些什么东西？本文第一个例子中，通过for i in alist 遍历 Generator，其实是每次都调用了alist.Next()，而每次alist.Next()的返回值正是yield的参数，即我们开始认为被压进去的东东。我们再延续上面的例子：

def h():
    print 'Wen Chuan',
    m = yield 5  # Fighting!
    print m
    d = yield 12
    print 'We are together!'

c = h()
m = c.next()  #m 获取了yield 5 的参数值 5
d = c.send('Fighting!')  #d 获取了yield 12 的参数值12
print 'We will never forget the date', m, '.', d

输出结果：
Wen Chuan Fighting!
We will never forget the date 5 . 12

throw() 与 close()中断 Generator

中断Generator是一个非常灵活的技巧，可以通过throw抛出一个GeneratorExit异常来终止Generator。Close()方法作用是一样的，其实内部它是调用了throw(GeneratorExit)的。我们看：

def close(self):
    try:
        self.throw(GeneratorExit)
    except (GeneratorExit, StopIteration):
        pass
    else:
        raise RuntimeError("generator ignored GeneratorExit")
# Other exceptions are not caught

因此，当我们调用了close()方法后，再调用next()或是send(msg)的话会抛出一个异常：

Traceback (most recent call last):
  File "/home/evergreen/Codes/yidld.py", line 14, in <module>
    d = c.send('Fighting!')  #d 获取了yield 12 的参数值12
StopIteration

python yield 和 return 对比分析

相同点：都是返回函数执行的结果

不同点：return 在返回结果后结束函数的运行，而yield 则是让函数变成一个生成器，生成器每次产生一个值（yield语句），函数被冻结，被唤醒后再产生一个值

例子：求一组数的平方值

return 实现：

def squre(n):
    ls = [i*i for i in range(n)]
    return ls
for i in squre(5):
    print(i, end='  ')

结果：
0  1  4  9  16  

yield 实现：

def squre(n):
    for i in range(n):
        yield i*i
for i in squre(5):
    print(i, end='  ')

结果：0  1  4  9  16  

yield 生成器相比 return一次返回所有结果的优势：

（1）反应更迅速

（2）更节省空间

（3）使用更灵活