yield关键字详解与三种用法

Posted 2021-03-22 benming

 

本篇文章比较硬核, 适合有一定Python基础的读者阅读, 如果您对Python还不甚了解可以先关注我哦, 我会持续更新Python技术文章

 

yield详解

yield与return相同每次调用都会返回一个值, 不同的是return返回值后会直接结束函数执行, 而yeild则是返回值后冻结函数执行, 下次调用此函数会从冻结处开始执行

 

(冻结就是保存函数状态, 所有的局部变量与执行状态都会被保留)

 yield语法

send参数 yield 返回值

语法分为三个部分, 除yield关键字外其它两个部分全部可空

第一部分: yield表达式返回值 (send的参数), 从此处开始解除冻结

第二部分: yield关键字

第三部分: 返回值, 返回后从此处开始冻结

 

执行到yield时yield会把右边的表达式当做本次函数的返回值返回给调用者, 然后函数进入冻结状态, 再次调用被冻结函数时yield解除冻结, 如果本次调用使用的是send方法则yield会把调用send函数时传递的参数当做yield表达式的返回值

 

 

调用yield函数的四种方式 (执行迭代的四种方式)

首先先来了解几个概念

可迭代对象: 实现了 __iter__ 方法的对象就是可迭代对象 (生成迭代器的对象)

 

迭代器: __iter__ 方法返回的, 同时实现了 __iter__ 方法与 __next__ 方法的对象就是迭代器 (虽然只实现了 __next__ 方法就可以迭代, 但是它不是迭代器也不是可迭代对象也不是生成器…整个一三无产品, 所以最好不要使用这种语法)

生成器: 函数内使用了yield关键字, 调用这个函数返回的对象就是生成器, 生成器是一种特殊的迭代器 (元组推导式也可以创建生成器)

迭代器耗尽: 迭代器主动抛出了StopIteration异常, 就表示迭代器耗尽, Python会自动处理这个异常

 

(对可迭代对象调用iter内置函数将会创建一个迭代器)

(对迭代器执行next内置函数或调用send方法将执行一次迭代)

(生成器内置实现了 __iter__ 方法与 __next__ 方法)

 

1. next(生成器对象) – 内置函数, 执行一次迭代 (恢复冻结的生成器对象)

2. 生成器对象.send(yield表达式返回值) – 生成器方法, 传递参数并执行一次迭代 (恢复冻结的生成器对象) (必须先调用一次next全局函数后才能调用)

3. for循环 – 自动调用调用next全局函数进行迭代, 直到迭代器耗尽

4. list、tuple、str、set等序列对象会自动next全局函数进行迭代, 直到迭代器耗尽

 

 

1. 生成器

什么是生成器?

生成器是一种特殊的迭代器, 可以理解为生成元素的算法, 每次调用都会生成一个元素, 特点是不会占用很大的内存空间, 而是在需要时动态生成

 

使用yield实现range函数功能

# 使用yield实现range函数功能

def my_range(start, end=None, step=1):

    if end is None:

        start, end = 0, start

    

    # 生成元素的算法

    while start < end:

        yield start

        start += step

    # 函数结束自动抛出StopIteration异常, 表示迭代器耗尽

 

 

# 使用list自动迭代

print(list(my_range(10)))

 

# 使用for循环迭代

for i in my_range(10):

    print(i)

 

# 创建生成器对象

gen = my_range(10)

print(next(gen))  # 使用next内置函数执行一次迭代

print(gen.send(None))  # 使用send方法执行一次迭代

使用send方法改变生成器行为

# 定义一个无限生成器

def infinite():

    i = 0

    while True:

        set_i = yield i  # 使用set_i变量接收send传递的参数

        if set_i is not None:  # 没有send参数则yield表达式返回None

            i = set_i

        else:

            i += 1

    # 函数结束自动抛出StopIteration异常, 表示迭代器耗尽

 

 

# 创建生成器对象

gen = infinite()

print(next(gen))  # 执行一次迭代  打印0

print(next(gen))  # 执行一次迭代  打印1

print(gen.send(10))  # 传递参数并执行一次迭代  打印10

print(next(gen))  # 执行一次迭代  打印11

2. 协程

什么是协程?

协程就是利用yield冻结特性来使多个函数交替执行, 使之呈现出并发执行效果 (多个函数同时执行)

 

(协程可以看做轻量级的线程, 优点是没有多线程的开销, 适用于IO密集型程序)

(这是最原始的协程实现方式, 实际开发中一般不会使用这种方式)

协程实现

# 函数1

def func_1():

    while True:

        print(‘--func1--‘)  # 执行一部分代码

        yield  # 冻结, 等待下一次迭代唤醒

 

# 函数2

def func_2():

    while True:

        print(‘--func2--‘)  # 执行一部分代码

        yield  # 冻结, 等待下一次迭代唤醒

 

# 创建生成器对象

func1 = func_1()

# 创建生成器对象

func2 = func_2()

 

# 循环执行

while True:

    next(func1)  # 函数1解除冻结, 执行一段代码冻结后返回

    next(func2)  # 函数2解除冻结, 执行一段代码冻结后返回

    # 两个生成器交替冻结-解除冻结就完成了并发

    # 效果就是单线程程序可以呈现出多线程效果

3. 上下文管理器

什么是上下文管理器?

上下文管理器保证了代码无论是否出现异常, 资源都会被正确回收

上文: 资源创建

下文: 资源释放 (无论是否出现异常都会被执行)

管理器: 上下文调度

 

上下文管理器可以通过实现 __enter__ 方法与 __exit__ 方法实现, 也可以使用函数+装饰器+yield实现, 本篇文章讲的就是函数+装饰器+yield的实现方式

 

上文由with语句开始时自动执行, 返回结果使用as关键字接收

下文由with语句结束时自动执行 (无论是否出现异常都会被执行)

 

函数+装饰器+yield 实现上下文管理器

# 导入上下文管理器装饰器

from contextlib import contextmanager

 

# 实现上下文管理器的文件对象

@contextmanager  # 必须要使用contextmanager装饰器进行装饰

def m_file(filename, mode=‘r‘):

    # 上文 -- 创建外汇返佣打开文件 -- with开始时自动执行

    f = open(filename, mode)

 

    yield f  # 返回上文对象 -- 对应__enter__方法 -- 返回值使用as关键字接收

 

    # 下文 -- 关闭文件对象 -- with语句结束时自动执行

    f.close()  # 对应__exit__方法

 

# 使用with打开上下文管理器

with m_file(‘test.txt‘, ‘w‘) as f:

    f.write(‘test‘)

原文链接：https://blog.csdn.net/weixin_44221705/article/details/103572127