Python高频面试题——生成器（最通俗的讲解）

生成器定义

在 Python 中，使用了 yield 的函数被称为生成器（generator）。跟普通函数不同的是，生成器是一个返回迭代器的函数，只能用于迭代操作，更简单点理解生成器就是一个迭代器。 在调用生成器运行的过程中，每次遇到 yield 时函数会暂停并保存当前所有的运行信息，返回 yield 的值, 并在下一次执行 next() 方法时，从当前位置继续运行。yield 函数创建生成器generator。yield相当于 return 返回一个值，并且记住这个返回的位置，下次迭代时，代码从yield的下一条语句开始执行，代码如下：

def num_generator2():
     yield 1
     yield 2
     yield 3

gen2 = num_generator2()
print(next(gen2))
print(next(gen2))
print(next(gen2))
print(next(gen2))

输出：
print(next(gen2))
StopIteration
1
2
3

上面的代码中我们可以看到：

num_generator2() 是生成器函数，而gen2 是生成器对象；

调用一次next 输出一个值，生成器会记录前一次next的执行位置

当next无值时，抛出异常StopIteration

print(type(gen2)) 输出<class 'generator'>

因为通过next函数可以获取生成器对象的值，所以生成器对象就是迭代器对象 执行下面代码可以证明

from collections.abc import Iterator
print(isinstance(gen2,Iterator))
返回True

再看一个经典的例子

def demo():
     while True:
          val = yield 1
          print("val:", val)

g = demo()
print("第一次执行")
print(next(g))
print("第二次执行")
print(next(g))
print("第三次执行")
print(g.send(2))

输出：

第一次执行
1
第二次执行
val: None
1
第三次执行
val: 2
1

对上面的例子进行一下分析

第一次执行输出

1

返回了1，因为 val = yield 1 执行后，程序就结束了，所以 print("val:", val)没有被执行

第二次执行输出

val: None

1

因为记录了上次执行的位置，所以val: None是while上面的print的结果（val没有赋值，所以是None）,第二个是return的结果还是1

第三次执行输出

val: 2

1

这里使用了send方法，就是发送一个参数给val，这次 print("val:", val)中的参数val 首先被赋值了2进行了输出，然后在return 1

使用生成器的原因

为什么使用generator呢，最重要的原因是可以按需生成并“返回”结果，而不是一次性产生所有的返回值。比如对于下面的代码。

NUM = 100
for i in [x*x for x in range(NUM)]: # 第一种方法：对列表进行迭代
     print(i)
for i in (x*x for x in range(NUM)): # 第二种方法：对generator进行迭代
    print (i)

上面的代码中，两个for语句输出是一样的，代码字面上看来也就是中括号与小括号的区别（创建生成器的一个简单方法是把列表生成式的 [ ] 变为 ( )）。但这点区别差异是很大的，第一种方法返回值是一个列表，第二个方法返回的是一个generator对象。随着NUM的变大，第一种方法返回的列表也越大，占用的内存也越大；但是对于第二种方法没有任何区别，生成器一次只能返回一个值，将大大减小占用内存。

生成器和迭代器的区别

熟悉迭代器的同学发现，生成器和迭代器很像，但必定还是两个东东，二者的主要区别如下：

1. 迭代器是访问容器的一种方式，容器已经出现，我们是从已有元素获取一份副本来为我们此次迭代使用；而生成器则是自己生成元素的。

2. 在用法上生成器只需要简单函数写法，配合yield就能实现；而迭代器真正开发中使用有限

return和yield的区别

主要有两点

return作为结尾的普通函数直接返回所有结果，程序终止不再运行，并销毁局部变量；

yield会产生一个断点，暂停函数，挂起函数，保存当前状态。并且在yield处返回某个值，返回之后程序就不再往下运行了。

具体的解释

带yield的函数是一个生成器，而不是一个函数了，这个生成器有一个函数就是next函数，next就相当于“下一步”生成哪个数，这一次的next开始的地方是接着上一次的next停止的地方执行的，所以调用next的时候，生成器并不会从函数的开始执行，只是接着上一步停止的地方开始，然后遇到yield后，return出要生成的数，此步就结束。