对python生成器的理解

什么是生成器？

yield

该函数没有运行而是返回了一个对象


生成器是迭代器
需要满足迭代器协议

yield对函数做了什么

和class定义的迭代器进行对比

创建生成器

要创建一个generator，有很多种方法。第一种方法很简单，只要把一个列表生成式的[]改成()，就创建了一个generator：

L = [x * x for x in range(10)]
L
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
g = (x * x for x in range(10))
g
<generator object at 0x1022ef630>

生成器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，但正确的方法是使用for循环，因为generator也是可迭代对象：

g = (x * x for x in range(10))
for n in g:
... print(n)

所以，我们创建了一个generator后，基本上永远不会调用next()，而是通过for循环来迭代它，并且不需要关心StopIteration的错误。

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：
斐波拉契数列：

def fib(max):
    n, a, b = 0, 0, 1
    while n < max:
        print(b)
        a, b = b, a + b
        n = n + 1
    return 'done'

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。
把上述函数变为generator函数：

def fib(max):
    n, a, b = 0, 0, 1
    while n < max:
        yield b
        a, b = b, a + b
        n = n + 1
    return 'done'

用for循环调用generator时，发现拿不到generator的return语句的返回值:

for n in fib(6):
... print(n)
...
1
1
2
3
5
8

想要拿到返回值，必须捕获StopIteration错误，返回值包含在StopIteration的value中：

g = fib(6)
while True:
... try:
... x = next(g)
... print('g:', x)
... except StopIteration as e:
... print('Generator return value:', e.value)
... break
...
g: 1
g: 1
g: 2
g: 3
g: 5
g: 8
Generator return value: done

generator函数和普通函数的执行流程不一样

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。
e.g

def odd():
    print('step 1')
    yield 1
    print('step 2')
    yield(3)
    print('step 3')
    yield(5)

调用时：

o = odd()
next(o)
step 1
1
next(o)
step 2
3
next(o)
step 3
5
next(o)
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
StopIteration

在执行过程中，遇到yield就中断，下次又继续执行。执行3次yield后，已经没有yield可以执行了，所以，第4次调用next(o)就报错。

注意:调用generator函数会创建一个generator对象，多次调用generator函数会创建多个相互独立的generator。

next(odd())
step 1
1
next(odd())
step 1
1
next(odd())
step 1
1

上述代码实际创建了3个完全独立的generator，正确写法应先创建一个generator对象，然后对这个对象调用next()

小结：在python中可以简单地把列表生成式改成generator，也可以通过函数实现复杂逻辑的generator，generator的工作原理，它是在for循环的过程中不断计算出下一个元素，并在适当的条件结束for循环。对于函数改成的generator来说，遇到return语句或者执行到函数体最后一行语句，就是结束generator的指令，for循环随之结束