1. 生成器定义
一边循环一边计算的机制,称为:生成器(generator)
生成器(generator)是构造新的可迭代对象的一种简单方式。
一般的函数执行之后只会返回单个值,而生成器则是以延迟的方式返回一个值序列,
即每返回一个值之后暂停,直到下一个值被请求时再继续。
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
2. 为什么要有生成器
python生成器的优点:
(1)延迟计算,一次返回一个结果。生成器不会一次生成所有的结果,而是一边循环一边计算,这对于大数据量处理,是个非常有用的优势。因为在编程的实际应用中,占用内存量是工程师必须考虑的一个问题。
列表所有数据都在内存中,如果有海量数据的话将会非常耗内存。
如:仅仅需要访问前面几个元素,那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了。
如果列表元素按照某种算法推算出来,那我们就可以在循环的过程中不断推算出后续的元素,这样就不必创建完整的list,从而节省大量的空间。
简单一句话:我又想要得到庞大的数据,又想让它占用空间少,那就用生成器!
(2)有效提高代码可读性。使用生成器以后,代码行数更少。
3.如何创建生成器
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:
In [189]: gen = (x ** 2 for x in range(100))
In [190]: gen
Out[190]: <generator object <genexpr> at 0x1022ef630>
创建L
和g
的区别仅在于最外层的[]
和()
,L
是一个list,而g
是一个generator。
方法二, 如果一个函数中包含yield
关键字,那么这个函数就不再是一个普通函数,而是一个generator。调用函数就是创建了一个生成器(generator)对象。要创建一个生成器,只需将函数中的return替换为yeild即可:
def _make_gen():
for x in range(100):
yield x ** 2
gen = _make_gen()
生成器表达式也可以取代列表推导式,作为函数参数:
In [191]: sum(x ** 2 for x in range(100))
Out[191]: 328350
In [192]: dict((i, i **2) for i in range(5))
Out[192]: {0: 0, 1: 1, 2: 4, 3: 9, 4: 16}
4. 生成器的工作原理
(1)生成器(generator)能够迭代的关键是它有一个next()方法,
工作原理就是通过重复调用next()方法,直到捕获一个异常。
(2)带有 yield 的函数不再是一个普通函数,而是一个生成器generator。
可用next()调用生成器对象来取值。next 两种方式 t.__next__() | next(t)。
可用for 循环获取返回值(每执行一次,取生成器里面一个值)
(基本上不会用next()
来获取下一个返回值,而是直接使用for
循环来迭代)。
(3)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。
(4).send() 和next()一样,都能让生成器继续往下走一步(下次遇到yield停),但send()能传一个值,这个值作为yield表达式整体的结果
通过例子来理解下:
In [63]: def yield_test(n):
(1)...: print("begin:")
(2)...: for i in range(n):
(3)...: print('yield_1_i=',i)
(4)...: yield call(i)
(5)...: print('yield_2_i=',i)
(6)...: print("Done")
...:
In [64]: def call(i):
(7)...: print('call',i)
(8)...: return i*2
...:
In [65]: for i in yield_test(3):
(9)...: print("now:",i)
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。
结果:
begin (运行9)
yield_1_i=0 (进入第一轮for循环,i=0,运行3)
call 0 (运行4——7——8,得到0*2=0,返回0)
now 0 (yield相当于return返回一个值,并且记住这个返回的位置,所以运行9)
yield_2_i=0 (下次迭代时,代码从yield的下一条语句开始执行,所以运行5,i不变仍然是0)
yield_1_i=1 (进入第二轮for循环,i=1,运行3)
call 1 (运行4——7——8,得到1*2=2,返回2)
now 2 (yield相当于return返回一个值,并且记住这个返回的位置,所以运行9)
yield_2_i=1 (下次迭代时,代码从yield的下一条语句开始执行,所以运行5,i仍是1)
yield_1_i=2 (进入第三轮for循环,i=2,运行3)
call 2 (运行4——7——8,得到2*2=4,返回4)
now 4 (yield相当于return返回一个值,并且记住这个返回的位置,所以运行9)
yield_2_i=2 (下次迭代时,代码从yield的下一条语句开始执行,所以运行5,i仍是2)
done (循环结束,运行6)
总结:
什么是生成器?
生成器仅仅保存了一套生成数值的算法,并且没有让这个算法现在就开始执行,而是我什么时候调它,它什么时候开始计算一个新的值,并给你返回。