python之生成器

Posted 2020-11-06 dangjf

生成器：generator

1. 只有在调用的时候才会生成相应的数据。
2. 只记录当前位置
3. 只有一个next()方法

列表生成式

先了解一下列表生成式，如果生成一个列表[0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18]

1 a = []
2 for i in range(10):
3     a.append(i*2)
4 
5 print(a)

列表生成式，直接生成列表

1 b = [i*2 for i in range(10)]
2 print(b)

通过列表生成式，我们可以直接创建一个列表。但是，受到内存限制，列表容量肯定是有限的。而且，创建一个包含100万个元素的列表，不仅占用很大的存储空间，如果我们仅仅需要访

问前面几个元素，那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了。所以，如果列表元素可以按照某种算法推算出来，那我们是否可以在循环的过程中不断推算出后续的元素呢？这样就不必创建

完整的list，从而节省大量的空间。在Python中，这种一边循环一边计算的机制，称为生成器：generator。

generator创建

只要把一个列表生成式的[]改成()，就创建了一个generator。

1 c = (i*2 for i in range(10))

如果推算的算法比较复杂，用类似列表生成式的for循环无法实现的时候，还可以用函数来实现。

比如，著名的斐波拉契数列（Fibonacci），除第一个和第二个数外，任意一个数都可由前两个数相加得到：

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

斐波拉契数列用列表生成式写不出来，但是，用函数把它打印出来却很容易：

1 def fib(max):
2     n, a, b = 0, 0, 1
3     while n < max:
4         print(b)
5         a, b = b, a + b
6         n = n + 1
7 
8 fib(10)

仔细观察，可以看出，fib函数实际上是定义了斐波拉契数列的推算规则，可以从第一个元素开始，推算出后续任意的元素，这种逻辑其实非常类似generator。

也就是说，上面的函数和generator仅一步之遥。要把fib函数变成generator，只需要把print(b)改为yield b就可以了：

 1 def fib(max):
 2     n, a, b = 0, 0, 1
 3     while n < max:
 4         yield b
 5         a, b = b, a + b
 6         n = n + 1
 7 
 8 f=fib(10)
 9 for i in f:
10     print(i)

这就是定义generator的另一种方法。如果一个函数定义中包含yield关键字，那么这个函数就不再是一个普通函数，而是一个generator。

这里，最难理解的就是generator和函数的执行流程不一样。函数是顺序执行，遇到return语句或者最后一行函数语句就返回。而变成generator的函数，在每次调用next()的时候执行，遇

到yield语句返回，再次执行时从上次返回的yield语句处继续执行。

 1 def fib(max):
 2     n, a, b = 0, 0, 1
 3     while n < max:
 4         yield b
 5         a, b = b, a + b
 6         n = n + 1
 7 
 8 f=fib(10)
 9 print(next(f))
10 print("111111111")
11 print(next(f))
12 print("222222222")
13 print(next(f))

在上面fib的例子，我们在循环过程中不断调用yield，就会不断中断。当然要给循环设置一个条件来退出循环，不然就会产生一个无限数列出来。

同样的，把函数改成generator后，我们基本上从来不会用next()来获取下一个返回值，而是直接使用for循环来迭代：

 

generator打印元素

如果要一个一个打印出来，可以通过next()函数获得generator的下一个返回值，每次调用next(g)，就计算出g的下一个元素的值，直到计算到最后一个元素，没有更多的元素时，抛出StopIteration的错误。

1 c = (i*2 for i in range(10))
2 print(next(c),next(c),next(c),next(c),next(c))

使用for循环

1 c = (i*2 for i in range(10))
2 for n in c:
3     print(n)

generator异常处理

 1 def fib(max):
 2     n, a, b = 0, 0, 1
 3     while n < max:
 4         yield b
 5         a, b = b, a + b
 6         n = n + 1
 7     return "--done--"
 8 
 9 f=fib(10)
10 while True:
11     try:
12         x = next(f)
13         print(‘f:‘, x)
14     except StopIteration as e:
15         print(‘Generator return value:‘, e.value)
16         break

通过生成器实现协程并行运算

 1 # 通过生成器实现协程并行运算
 2 import time
 3 def consumer(name):
 4     print("%s 准备吃包子啦!" %name)
 5     while True:
 6        baozi = yield #接收send的值，并返回
 7        print("包子[%s]来了,被[%s]吃了!" %(baozi,name))
 8 
 9 def producer(name):
10     c = consumer(‘A‘)
11     c2 = consumer(‘B‘)
12     c.__next__()
13     c2.__next__()
14     print("开始准备做包子啦!")
15     for i in range(5):
16         time.sleep(1)
17         print("做了2个包子!")
18         c.send(i)#给yield传值，并唤醒（相当于next）
19         c2.send(i)
20 
21 producer("alex")