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小猿圈python学习-生成器
阅读量:5811 次
发布时间:2019-06-18

本文共 3258 字,大约阅读时间需要 10 分钟。

生成器generator 通过列表生成式,我们可以直接创建一个列表。但是,受到内存限制,列表容量肯定是有限的。而且,创建一个包含100万个元素的列表,不仅占用很大的存储空间,如果我们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。比如我要循环100万次,按py的语法,for i in range(1000000)会先生成100万个值的列表。但是循环到第50次时,我就不想继续了,就退出了。但是90多万的列表元素就白为你提前生成了。

for i in range(1000000): if i == 50: break print(i) 所以,如果列表元素可以按照某种算法推算出来,那我们是否可以在循环的过程中不断推算出后续的元素呢?

像上面这个循环,每次循环只是+1而已,我们完全可以写一个算法,让他执行一次就自动+1,这样就不必创建完整的list,从而节省大量的空间。在Python中,这种一边循环一边计算后面元素的机制,称为生成器:generator。

要创建一个generator,有很多种方法。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:

[x * x for x in range(10)] [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

(x * x for x in range(10)) at 0x101ebc3b8> (x*x for x in range(10))生成的就是一个生成器。

我们可以直接打印出list的每一个元素,但我们怎么打印出generator的每一个元素呢?

如果要一个一个打印出来,可以通过next()函数获得generator的下一个返回值:

g = (x * x for x in range(10)) next(g) 0

next(g) 1

next(g) 4

next(g) 9

next(g) 16

next(g) 25

next(g) 36

next(g) 49

next(g) 64

next(g) 81

next(g) Traceback (most recent call last): File "", line 1, in StopIteration 我们讲过,generator保存的是算法,每次调用next(g)就计算出g的下一个元素的值,直到计算到最后一个元素,没有更多的元素时,抛出StopIteration的错误。

当然,上面这种不断调用next(g)实在是太变态了,正确的方法是使用for循环,因为generator也是可迭代(遍历)对象:

g = (x * x for x in range(10)) for n in g: ... print(n) ... 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81 通过for循环来迭代它,就不需要关心StopIteration的错误了。

函数生成器 generator非常强大。如果推算的算法比较复杂,用类似列表生成式的for循环无法实现的时候,还可以用函数来实现。

比如,著名的斐波拉契数列(Fibonacci),除第一个和第二个数外,任意一个数都可由前两个数相加得到:

1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, …

实现100以内的斐波那契数代码:

a,b = 0,1 n = 0 # 斐波那契数 while n < 100: n = a + b a = b # 把b的旧值给到a b = n # 新的b = a + b(旧b的值) print(n) 改成函数也可以的

def fib(max): a,b = 0,1 n = 0 # 斐波那契数 while n < max: n = a + b a = b # 把b的旧值给到a b = n # 新的b = a + b(旧b的值) print(n) fib(100) 输出 :

1

2

3

5

8

13

21

34

55

89

144

仔细观察,可以看出,fib函数实际上是定义了斐波拉契数列的推算规则,可以从第一个元素开始,推算出后续任意的元素,这种逻辑其实非常类似generator。

也就是说,上面的函数和generator仅一步之遥。要把fib函数变成generator,只需要把print(b)改为yield b就可以了:

def fib(max): a,b = 0,1 n = 0 # 斐波那契数 while n < max: n = a + b a = b # 把b的旧值给到a b = n # 新的b = a + b(旧b的值) #print(n) yield n # 程序走到这,就会暂停下来,返回n到函数外面,直到被next方法调用时唤醒 f = fib(100) # 注意这句调用时,函数并不会执行,只有下一次调用next时,函数才会真正执行 print(f) print(f.next()) print(f.next()) print(f.next()) print(f.next()) 输出

1 2 3 5 这就是定义generator的另一种方法。如果一个函数定义中包含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:

这里,最难理解的就是generator和函数的执行流程不一样。函数是顺序执行,遇到return语句或者最后一行函数语句就返回。而变成generator的函数,在每次调用next()的时候执行,遇到yield语句暂停并返回数据到函数外,再次被next()调用时从上次返回的yield语句处继续执行。

在上面fib的例子,我们在循环过程中不断调用yield,函数就会不断的中断(暂停)。当然要给循环设置一个条件来退出循环,不然就会产生一个无限数列出来。同样的,把函数改成generator后,我们基本上从来不会用next()来获取下一个返回值,而是直接使用for循环来迭代:

f = fib(100) # 注意这句调用时,函数并不会执行,只有下一次调用next时,函数才会真正执行 for i in f: print(i) #输出: 1 2 3 ... ... 55 89 144 并发编程 虽然我们还没学并发编程,但我们肯定听过cpu 多少核多少核之类的,cpu的多核就是为了可以实现并行运算,让你同时边听歌、边聊qq、边刷知乎。单核的cpu同一时间只能干一个事,所以你用单核电脑同时做好几件事的话,就会变的很慢,因为cpu要在不同程序任务间来回切换。

通过yield, 我们可以实现单核下并发做多件事的效果。

import time def consumer(name): print("%s 准备吃包子啦!" %name) while True: baozi = yield # yield可以接收到外部send传过来的数据并赋值给baozi print("包子[%s]来了,被[%s]吃了!" %(baozi,name)) c = consumer('A') c2 = consumer('B') c.next() # 执行一下next可以使上面的函数走到yield那句。 这样后面的send语法才能生效 c2.next() print("----老子开始准备做包子啦!----") for i in range(10): time.sleep(1) print("做了2个包子!") c.send(i) # send的作用=next, 同时还把数据传给了上面函数里的yield c2.send(i) 注意:调用send(x)给生成器传值时,必须确保生成器已经执行过一次next()调用, 这样会让程序走到yield位置等待外部第2次调用。

转载于:https://juejin.im/post/5cf8838ff265da1bae38ea9e

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