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Python 生成器

系統 1749 0

一、推導式

1.1 列表推導式

語法:[最終結果(變量) for 變量 in 可迭代對象]

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

            
            
              2
            
            
              print
            
            
              (lst)

            
            
              3
            
            
              4
            
            
              5
            
            
              #
            
            
               獲取1-100以內能被3整除的數
            
            
              6
            
             lst = [i 
            
              for
            
             i 
            
              in
            
             range(100) 
            
              if
            
             i % 3 ==
            
               0]

            
            
              7
            
            
              8
            
            
              #
            
            
               獲取1-100以內能被3整除的數的平方
            
            
              9
            
             lst = [i*i 
            
              for
            
             i 
            
              in
            
             range(100) 
            
              if
            
             i % 3 == 0]
          

1.2 字典推導式

            
               1
            
             dic = {
            
              "
            
            
              a
            
            
              "
            
            : 
            
              "
            
            
              b
            
            
              "
            
            , 
            
              "
            
            
              c
            
            
              "
            
            : 
            
              "
            
            
              d
            
            
              "
            
            
              }

            
            
               2
            
            
              #
            
            
               把字典中的key,value互換,{"b":"a", "d":"c"}
            
            
               3
            
             new_dic = {dic[key]: key 
            
              for
            
             key 
            
              in
            
            
               dic}

            
            
               4
            
            
              print
            
            
              (new_dic)

            
            
               5
            
            
               6
            
            
               7
            
             lst1 = [
            
              "
            
            
              alex
            
            
              "
            
            , 
            
              "
            
            
              wusir
            
            
              "
            
            , 
            
              "
            
            
              taibai
            
            
              "
            
            , 
            
              "
            
            
              ritian
            
            
              "
            
            
              ]

            
            
               8
            
             lst2 = [
            
              "
            
            
              sb
            
            
              "
            
            , 
            
              "
            
            
              很色
            
            
              "
            
            , 
            
              "
            
            
              很白
            
            
              "
            
            , 
            
              "
            
            
              很牛
            
            
              "
            
            
              ]

            
            
               9
            
            
              #
            
            
               組成一個字典
            
            
              10
            
             new_dic = {lst1[i]:lst2[i] 
            
              for
            
             i 
            
              in
            
            
               range(len(lst1))}

            
            
              11
            
            
              print
            
            (new_dic)
          

1.3 集合推導式

            
              1
            
             lst = [
            
              "
            
            
              馬化騰
            
            
              "
            
            , 
            
              "
            
            
              王建忠
            
            
              "
            
            , 
            
              "
            
            
              張建忠
            
            
              "
            
            , 
            
              "
            
            
              張雪峰
            
            
              "
            
            , 
            
              "
            
            
              張雪峰
            
            
              "
            
            , 
            
              "
            
            
              張雪峰
            
            
              "
            
            
              ]

            
            
              2
            
             s = {i 
            
              for
            
             i 
            
              in
            
            
               lst}

            
            
              3
            
            
              print
            
            (s)
          

二、生成器

利用迭代器,我們可以在每次迭代獲取數據(通過next()方法)時按照特定的規律進行生成。但是我們在實現一個迭代器時,關于當前迭代到的狀態需要我們自己記錄,進而才能根據當前狀態生成下一個數據。為了達到記錄當前狀態,并配合next()函數進行迭代使用,我們可以采用更簡便的語法,即生成器(generator)。生成器是一類特殊的迭代器。

2.1?創建生成器的方法1(生成器表達式)

            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]: 
            
              
                 at 0x7f626c132db0>
                
                  

In [
                
                19]:
              
            
          

創建 L 和 G 的區別僅在于最外層的 [ ] 和 ( ) , L 是一個列表,而 G 是一個生成器。我們可以直接打印出列表L的每一個元素,而對于生成器G,我們可以按照迭代器的使用方法來使用,即可以通過next()函數、for循環、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)

            
            
              
                in
              
              
                
                  ()

                
                ----> 1
                
                   next(G)

StopIteration:

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

In [
                
                27]: 
                
                  for
                
                 x 
                
                  in
                
                
                   G:
....: 
                
                
                  print
                
                
                  (x)
....:
0
                
                2468
                
                  

In [
                
                28]:
              
            
          

2.2?創建生成器的方法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)

            
            
              
                in
              
              
                
                  ()

                
                ----> 1
                
                   next(F)

StopIteration: done
                
              
            
          

在使用生成器實現的方式中,我們將原本在迭代器__next__方法中實現的基本邏輯放到一個函數中來實現,但是將每次迭代返回數值的return換成了yield,此時新定義的函數便不再是函數,而是一個生成器了。簡單來說: 只要在def中有yield關鍵字的 就稱為 生成器.

?

此時按照調用函數的方式( 案例中為F = fib(5) )使用生成器就不再是執行函數體了,而是會返回一個生成器對象( 案例中為F ),然后就可以按照使用迭代器的方式來使用生成器了。
              In [38]: 
              
                for
              
               n 
              
                in
              
               fib(5
              
                ):
....:        
              
              
                print
              
              
                (n)
....:

              
              11235
              
                

In [
              
              39]:
            
但是用for循環調用generator時,發現拿不到generator的return語句的返回值。如果想要拿到返回值,必須捕獲StopIteration錯誤,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]:
              
總結:
  • 使用了yield關鍵字的函數不再是函數,而是生成器。(使用了yield的函數就是生成器)
  • yield關鍵字有兩點作用:
    • 保存當前運行狀態(斷點),然后暫停執行,即將生成器(函數)掛起
    • 將yield關鍵字后面表達式的值作為返回值返回,此時可以理解為起到了return的作用
  • 可以使用next()函數讓生成器從斷點處繼續執行,即喚醒生成器(函數)
  • Python3中的生成器可以使用return返回最終運行的返回值,而Python2中的生成器不允許使用return返回一個返回值(即可以使用return從生成器中退出,但return后不能有任何表達式。

2.3 使用send喚醒

我們除了可以使用next()函數來喚醒生成器繼續執行外,還可以使用send()函數來喚醒執行。使用send()函數的一個好處是可以在喚醒的同時向斷點處傳入一個附加數據。
?
例子:執行到yield時,gen函數作用暫時保存,返回i的值; temp接收下次c.send("python"),send發送過來的值,c.next()等價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()函數:

                  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)

                  
                  
                    
                      in
                    
                    
                      
                        ()

                      
                      ----> 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)

                  
                  
                    
                      in
                    
                    
                      
                        ()

                      
                      ----> 1 f.
                      
                        __next__
                      
                      
                        ()

StopIteration:
                      
                    
                  
                

案例:

                  
                     1
                  
                  
                    def
                  
                  
                     add(a, b):

                  
                  
                     2
                  
                  
                    return
                  
                   a +
                  
                     b

                  
                  
                     3
                  
                  
                     4
                  
                  
                     5
                  
                  
                    def
                  
                  
                     test():

                  
                  
                     6
                  
                  
                    for
                  
                   r_i 
                  
                    in
                  
                   range(4
                  
                    ):

                  
                  
                     7
                  
                  
                    yield
                  
                  
                     r_i

                  
                  
                     8
                  
                  
                     9
                  
                  
                    10
                  
                   g =
                  
                     test()

                  
                  
                    11
                  
                  
                    12
                  
                  
                    13
                  
                  
                    for
                  
                   n 
                  
                    in
                  
                   [2, 10
                  
                    ]:

                  
                  
                    14
                  
                       g = (add(n, i) 
                  
                    for
                  
                   i 
                  
                    in
                  
                  
                     g)

                  
                  
                    15
                  
                  
                    16
                  
                  
                    17
                  
                  
                    print
                  
                  (list(g))  
                  
                    #
                  
                  
                     [20, 21, 22, 23]  惰性機制
                  
                

?


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