Python生成器介紹（原理 實踐）

本篇博文講解生成器，主要介紹2個方面，其一為原理，其二為完整**執行及註解說明。

一.生成器原理

生成器卻不同，它可以實現在迭代的同時生成元素。

也就是說，對於可以用某種演算法推算得到的多個資料，生成器並不會一次性生成它們，而是什麼時候需要，才什麼時候生成。

定義乙個以 yield 關鍵字標識返回值的函式；

呼叫剛剛建立的函式，即可建立乙個生成器；

舉個例子：

def intnum():

print("開始執行")

for i in range(5):

yield i

print("繼續執行")

num = intnum()

由此，我們就成功建立了乙個 num 生成器物件。顯然，和普通函式不同，number() 函式的返回值用的是 yield 關鍵字，而不是 return 關鍵字，此類函式又成為生成器函式。

和 return 相比，yield 除了可以返回相應的值，還有乙個更重要的功能，即每當程式執行完該語句時，程式就會暫停執行。不僅如此，即便呼叫生成器函式，python 直譯器也不會執行函式中的**，它只會返回乙個生成器（物件）。

要想使生成器函式得以執行，或者想使執行完 yield 語句立即暫停的程式得以繼續執行，有以下 2 種方式：

通過生成器（上面程式中的 num）呼叫 next() 內建函式或者 __next__() 方法；

通過 for 迴圈遍歷生成器。

例如，在上面程式的基礎上，新增如下語句：

#呼叫 next() 內建函式

print(next(num))

#呼叫 __next__() 方法

print(num.__next__())

#通過for迴圈遍歷生成器

for i in num:

print(i)

程式執行結果為：

開始執行

0繼續執行

1繼續執行

2繼續執行

3繼續執行

4繼續執行

這裡有必要給讀者分析乙個程式的執行流程：

1) 首先，在建立有 num 生成器的前提下，通過其呼叫 next() 內建函式，會使 python 直譯器開始執行 intnum() 生成器函式中的**，因此會輸出「開始執行」，程式會一直執行到yield i，而此時的 i==0，因此 python 直譯器輸出「0」。由於受到 yield 的影響，程式會在此處暫停。

2) 然後，我們使用 num 生成器呼叫 __next__() 方法，該方法的作用和 next() 函式完全相同（事實上，next() 函式的底層執行的也是 __next__() 方法），它會是程式繼續執行，即輸出「繼續執行」，程式又會執行到yield i，此時 i==1，因此輸出「1」，然後程式暫停。

3) 最後，我們使用 for 迴圈遍歷 num 生成器，之所以能這麼做，是因為 for 迴圈底層會不斷地呼叫 next() 函式，使暫停的程式繼續執行，因此會輸出後續的結果。

注意，在 python 2.x 版本中不能使用 __next__() 方法，可以使用 next() 內建函式，另外生成器還有 next() 方法（即以 num.next() 的方式呼叫）。

num = intnum()

print(list(num))

num = intnum()

print(tuple(num))

程式執行結果為：

開始執行

繼續執行

繼續執行

繼續執行

繼續執行

繼續執行

[0, 1, 2, 3, 4]

開始執行

繼續執行

繼續執行

繼續執行

繼續執行

繼續執行

(0, 1, 2, 3, 4)

通過輸出結果可以判斷出，list() 和 tuple() 底層實現和 for 迴圈的遍歷過程是類似的。

相比迭代器，生成器最明顯的優勢就是節省記憶體空間，即它不會一次性生成所有的資料，而是什麼時候需要，什麼時候生成。

# 帶有引數的生成器，引數為k

def intnum(k):
print("開始執行")
n=0while n<4:
n=n+1
yield n+5+k
print("繼續執行")
num = intnum(3)
# 說明引數k=3保持不變，每次迭代都不會改變，
# 而n將會在每次迭代中一直+1，當n<10滿足條件
# 就終止迭代。
for i in num:
# 這裡i是num函式返回的值，即n+5+k
print(i)
# 注：第一執行將執行wile上面的**，隨後在yield處停止，
# 當再次迭代時將執行yield後面的**（print("繼續執行")），
# 然後在從while處執行直到遇到yield後，又重複上述步驟執行
執行結果：
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