Python生成器

Posted 2021-03-25 skytechfyh

目录

• 推导式
  • 列表推导式
  • 字典推导式
  • 集合推导式
• 生成器
  • 创建生成器的方法1(生成器表达式)
  • 创建生成器的方法2
  • 使用send唤醒

推导式

列表推导式

语法：[最终结果(变量) for 变量 in 可迭代对象]

lst = [x for x in range(1, 15)]
print(lst)


# 获取1-100以内能被3整除的数
lst = [i for i in range(100) if i % 3 == 0]

# 获取1-100以内能被3整除的数的平方
lst = [i*i for i in range(100) if i % 3 == 0]

字典推导式

dic = {"a": "b", "c": "d"}
# 把字典中的key，value互换，{"b":"a", "d":"c"}
new_dic = {dic[key]: key for key in dic}
print(new_dic)


lst1 = ["alex", "wusir", "taibai", "ritian"]
lst2 = ["sb", "很色", "很白", "很牛"]
# 组成一个字典
new_dic = {lst1[i]:lst2[i] for i in range(len(lst1))}
print(new_dic)

集合推导式

lst = ["马化腾", "王建忠", "张建忠", "张雪峰", "张雪峰", "张雪峰"]
s = {i for i in lst}
print(s)

生成器

利用迭代器，我们可以在每次迭代获取数据（通过next()方法）时按照特定的规律进行生成。但是我们在实现一个迭代器时，关于当前迭代到的状态需要我们自己记录，进而才能根据当前状态生成下一个数据。为了达到记录当前状态，并配合next()函数进行迭代使用，我们可以采用更简便的语法，即生成器(generator)。生成器是一类特殊的迭代器。

创建生成器的方法1(生成器表达式)

In [15]: L = [ x*2 for x in range(5)]

In [16]: L
Out[16]: [0, 2, 4, 6, 8]

In [17]: G = ( x*2 for x in range(5))

In [18]: G
Out[18]: <generator object <genexpr> at 0x7f626c132db0>

In [19]:

创建 L 和 G 的区别仅在于最外层的 [ ] 和 ( ) ， L 是一个列表，而 G 是一个生成器。我们可以直接打印出列表L的每一个元素，而对于生成器G，我们可以按照迭代器的使用方法来使用，即可以通过next()函数、for循环、list()等方法使用。

In [19]: next(G)
Out[19]: 0

In [20]: next(G)
Out[20]: 2

In [21]: next(G)
Out[21]: 4

In [22]: next(G)
Out[22]: 6

In [23]: next(G)
Out[23]: 8

In [24]: next(G)
---------------------------------------------------------------------------
StopIteration Traceback (most recent call last)
<ipython-input-24-380e167d6934> in <module>()
----> 1 next(G)

StopIteration:

In [25]:
In [26]: G = ( x*2 for x in range(5))

In [27]: for x in G:
....: print(x)
....:

In [28]:

创建生成器的方法2

In [30]: def fib(n):
....:     current = 0
....:     num1, num2 = 0, 1
....:     while current < n:
....:         num = num1
....:         num1, num2 = num2, num1+num2
....:         current += 1
....:         yield num
....:     return 'done'
....:

In [31]: F = fib(5)

In [32]: next(F)
Out[32]: 1

In [33]: next(F)
Out[33]: 1

In [34]: next(F)
Out[34]: 2

In [35]: next(F)
Out[35]: 3

In [36]: next(F)
Out[36]: 5

In [37]: next(F)
-----------------------------------------------------------------------
StopIteration Traceback (most recent call last)
<ipython-input-37-8c2b02b4361a> in <module>()
----> 1 next(F)

StopIteration: done

在使用生成器实现的方式中，我们将原本在迭代器__next__方法中实现的基本逻辑放到一个函数中来实现，但是将每次迭代返回数值的return换成了yield，此时新定义的函数便不再是函数，而是一个生成器了。简单来说：只要在def中有yield关键字的 就称为 生成器。

此时按照调用函数的方式( 案例中为F = fib(5) )使用生成器就不再是执行函数体了，而是会返回一个生成器对象（ 案例中为F ），然后就可以按照使用迭代器的方式来使用生成器了。

In [38]: for n in fib(5):
....:        print(n)
....:
11235

In [39]:

但是用for循环调用generator时，发现拿不到generator的return语句的返回值。如果想要拿到返回值，必须捕获StopIteration错误，返回值包含在StopIteration的value中：

In [39]: g = fib(5)

In [40]: while True:
....:     try:
....:         x = next(g)
....:         print("value:%d"%x)
....:     except StopIteration as e:
....:         print("生成器返回值:%s" % e.value)
....:        break
....:
value:1
value:1
value:2
value:3
value:5
生成器返回值:done

In [41]:

总结：

• 使用了yield关键字的函数不再是函数，而是生成器。（使用了yield的函数就是生成器）

• yield关键字有两点作用：

• • 保存当前运行状态（断点），然后暂停执行，即将生成器（函数）挂起
  • 将yield关键字后面表达式的值作为返回值返回，此时可以理解为起到了return的作用

• 可以使用next()函数让生成器从断点处继续执行，即唤醒生成器（函数）

• Python3中的生成器可以使用return返回最终运行的返回值，而Python2中的生成器不允许使用return返回一个返回值（即可以使用return从生成器中退出，但return后不能有任何表达式。

使用send唤醒

我们除了可以使用next()函数来唤醒生成器继续执行外，还可以使用send()函数来唤醒执行。使用send()函数的一个好处是可以在唤醒的同时向断点处传入一个附加数据。

例子：执行到yield时，gen函数作用暂时保存，返回i的值; temp接收下次c.send("python")，send发送过来的值，c.next()等价c.send(None)：

In [10]: def gen():
....:     i = 0
....:     while i<5:
....:         temp = yield i
....:         print(temp)
....:         i+=1
....:

使用send(send不能第一次使用)：

In [43]: f = gen()

In [44]: next(f)
Out[44]: 0

In [45]: f.send('haha')
haha
Out[45]: 1

In [46]: next(f)
None
Out[46]: 2

In [47]: f.send('haha')
haha
Out[47]: 3

In [48]:

使用next()函数：

In [11]: f = gen()

In [12]: next(f)
Out[12]: 0

In [13]: next(f)
None
Out[13]: 1

In [14]: next(f)
None
Out[14]: 2

In [15]: next(f)
None
Out[15]: 3

In [16]: next(f)
None
Out[16]: 4

In [17]: next(f)
None
---------------------------------------------------------------------------
StopIteration Traceback (most recent call last)
<ipython-input-17-468f0afdf1b9> in <module>()
----> 1 next(f)

StopIteration:

使用__next__():

In [18]: f = gen()

In [19]: f.__next__()
Out[19]: 0

In [20]: f.__next__()
None
Out[20]: 1

In [21]: f.__next__()
None
Out[21]: 2

In [22]: f.__next__()
None
Out[22]: 3

In [23]: f.__next__()
None
Out[23]: 4

In [24]: f.__next__()
None
---------------------------------------------------------------------------
StopIteration Traceback (most recent call last)
<ipython-input-24-39ec527346a9> in <module>()
----> 1 f.__next__()

StopIteration:

案例：

def add(a, b):
    return a + b


def test():
    for r_i in range(4):
        yield r_i


g = test()


for n in [2, 10]:
    g = (add(n, i) for i in g)


print(list(g))  # [20, 21, 22, 23]  # 惰性机制