Python中的生成器

2022-09-21 17:00:10 字數 4016 閱讀 1373

目錄

**演示:

# 列表生成式

list_1 = [x**2 for x in range(10)] # x**2處也可以放函式

print(list_1) #[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

# **等價於

list_2 =

for x in range(10):

list_2.append(x**2)

print(list_2)

通過列表生成式,我們可以直接建立乙個列表。但是,受到記憶體限制,列表容量肯定是有限的。而且,建立乙個包含100萬個元素的列表,不僅占用很大的儲存空間,如果我們僅僅需要訪問前面幾個元素,那後面絕大多數元素占用的空間都白白浪費了。

所以,如果列表元素可以按照某種演算法推算出來,那我們是否可以在迴圈的過程中不斷推算出後續的元素呢?這樣程式設計客棧就不必建立完整的list,從而節省大量的空間。在python中,這種一邊迴圈一邊計算的機制,稱為生成器:generator。

要建立乙個generator,有很多種方法。第一種方法很簡單,只要把乙個列表生成式的改成(),就建立了乙個generator:

**演示:

list_1 = (x*2 for x in range(10) )

比較生成器和列表生成式

**演示:

import time

start_time = time.time()

list_1 = (x*2 for x in range(10) )

stop_time = time.time()

print(list_1)

print("the list_1 run time is %s" % (stop_time-start_time))

start_time = time.time()

list_2 = [x*2 f程式設計客棧or x in range(10) ]

stop_time = time.time()

print(list_2)

print("the list_2 run time is %s" % (stop_time-start_time))

執行結果:

at 0x0000011facd1ed60> 生成器只有乙個列表位址,並沒有具體的數值

the list_1 run time is 0.0

[0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18]

the list_2 run time is 0.0

>>>list_1 = (x*2 for x in range(100000000))

>>>for x in list_1:

print(x)

>>>list_

>>>list_1.__next__

>>>list_1.__next__

只有乙個__next()__用來記錄當前位置,沒有方法訪問前面的元素,只能往後面走

generator非常強大。如果推算的演算法比較複雜,用類似列表生成式的for迴圈無法實現的時候,還可以用函式來實現。

比如,著名的斐波拉契數列(fibonacci),除第乙個和第二個數外,任意乙個數都可由前兩個數相加得到:

1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, ...

斐波拉契數列用列表生成式寫不出來,但是,用函式把它列印出來卻很容易:

def fib(sum):

a, b, c = 0, 1, 0

while c < sum:

print(b)

a, b = b, a + b

c += 1

fib(6)

仔細觀察,可以看出,fib函式實際上是定義了斐波拉契數列的推算規則,可以從第乙個元素開始,推算出後續任意的元素,這種邏輯其實非常類似generator。

也就是說,上面的函式和generator僅一步之遙。要把fib函式變成generator,只需要把print(b)改為yieldb就可以了:

def fib(sum):

a, b, c = 0, 1, 0

while c < sum:

#print(b)

yield b # **執行到這裡,會跳出這個函式,並將b的值返回到使用next的**處

a, b = b, a + b

c += 1

# print(fib(6)) # 這裡得到的就是生成器

p = fib(6)

print(next(p))

print(next(p))

print("做點別的事情")

print(next(p))

print(p.__next__())

print(

print(p.__next__())

這就是定義generator的另一種方法。如果乙個函式定義中包含yield關鍵字,那麼這個函式就不再是乙個普通函式,而是乙個generator:

>>> f = fib(6)

>>> f

這裡,最難理解的就是generator和函式的執行流程不一樣。函式是順序執行,遇到return語句或者最後一行函式語句就返回。而變成generator的函式,在每次呼叫next()的時候執行,遇到yield語句返回,再次執行時從上次返回的yield語句處繼續執行。

在上面fib的例子,我們在迴圈過程中不斷呼叫yield,就會不斷中斷。當然要給迴圈設定乙個條件來退出迴圈,不然就會產生乙個無限數列出來。

同樣的,把函式改成generator後,我們基本上從來不會用next()來獲取下乙個返回值,而是直接使用for迴圈來迭代:

for n in fib(6):

print(n)

但是用for迴圈呼叫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:

def fib(sum):

a, b, c = 0, 1, 0

while c < sum:

yield b

a, b = b, a + b

c += 1

return "返回值只能傳遞給異常"

g = fib(3)

while true:

try:

x = next(g)

print('g:', x)

except stopiteration as e:

print('generator return value:', e.value)

break

"""執行結果:

g: 1

g: 1

g: 2

generator return value: 返回值只能傳遞給異常

"""還可通過yield實現在單執行緒的情況下實現併發運算的效果:

next()和__next__():效果相同,只是使用方式不同,都可以喚醒yield,並接收yield傳過來的值。

send():也可以喚醒yield,也可以接收yield傳遞過來的值,而且,還可以在喚醒yield的同時,為yield傳遞乙個值

#_*_coding:utf-8_*_

#通過生成器實現協程並行運算

import time

def consumer(name):

print("%s 準備吃包子啦!" %name)

while true:

baozi = yield

print("包子[%s]來了,被[%s]吃了!" %(baozi,name))

def producer(name):

c = consumer(name)

c2 = consumer('b')

c.__next__()

c2.__next__()

print("老子開始準備做包子啦!")

for i in range(10):

time.sleep(1)

print("做了2個包子!")

c.send(i) 

c2.send(iznxui)

producer("飛某人")

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