如何理解Python中的yield用法?

相信你已经不止一次在函数中看到关键词yield,它起着什么作用?返回什么?和return又有着什么区别呢?这篇文章将会揭开yield的神秘面纱,并给出最浅显易懂的例子。

yield关键字做了什么?

如果不太好理解yield,可以先把yield当作return的同胞兄弟来看,他们都在函数中使用,并履行着返回某种结果的职责。

这两者的区别是:

return的函数直接返回所有结果,程序终止不再运行,并销毁局部变量;

而有yield的函数则返回一个可迭代的 generator(生成器)对象,你可以使用for循环或者调用next()方法遍历生成器对象来提取结果。

什么是生成器呢?在 Python 中,使用了yield的函数被称为生成器。有点套娃的感觉,但事实就是这样,调用一个yield函数,就会返回一个生成器对象。

在调用生成器函数的过程中,每次遇到 yield 时函数会暂停并保存当前所有的运行信息(保留局部变量),返回yield的值, 并在下一次执行next()方法时从当前位置继续运行,直到生成器被全部遍历完。

先看一个简单的例子:

上面函数返回一个生成器,现在对该生成器进行遍历:

或者调用next()方法:

可以看到,simple_generator函数返回一个生成器,调用next()方法后,函数开始运行,遇到第一个yield关键字,返回生成的值(1),程序暂停;

第二次调用next()方法,代码从上次暂停的位置开始执行,并遇到了第二个yield关键字,再返回生成的值(2),程序暂停;

第三次调用也是如此,返回生成的值(3),生成器耗尽,程序终止;

到这里你可能就明白yieldreturn的关系和区别了,带yield的函数是一个生成器,这个生成器有一个方法就是next,next就相当于“下一步”生成哪个数,这一次的next开始的地方是接着上一次的next停止的地方执行的。

所以调用next的时候,生成器并不会从函数的开始执行,只是接着上一步停止的地方开始,然后遇到yield后,return出要生成的数,此步就结束。

有个经典的例子就是使用yield生成斐波那契数列:

def fab(max): 
    n, a, b = 0, 0, 1 
    while n < max: 
        yield b      # 使用 yield
        # print b 
        a, b = b, a + b 
        n = n + 1
 
for n in fab(5): 
    print n

生成器有哪些作用?

如果想具体化数据的形式,通常会将数据存储在一个列表中。但这样做,列表的内容将占用有形内存。列表越大,占用的内存资源就越多。

但是,如果数据集有某种逻辑,就不必存储在一个列表中,只需编写一个生成器,它将在需要时生成这些值,基本不占用内存。

### Python 中 `yield` 语法详解及使用场景 #### 什么是 `yield` `yield` 是 Python 中的关键字之一,用于定义生成器函数(Generator Function)。与普通的返回值不同的是,`yield` 不会终止整个函数的执行流程,而是在每次调用时暂停并记住当前的状态,直到下一次被重新激活继续执行。这种机制非常适合于按需生成大量数据的情况,因为它不需要一次性加载所有的数据到内存中[^4]。 #### 基础用法 最简单的形式如下所示: ```python def simple_generator(): yield 1 yield 2 yield 3 gen = simple_generator() print(next(gen)) # 输出 1 print(next(gen)) # 输出 2 print(next(gen)) # 输出 3 ``` 在这个例子当中,每当调用了内置函数 `next()` 后,生成器便会恢复其最后停止的位置,并继续向下执行直至遇到下一个 `yield` 或者抛出 StopIteration 异常为止。 #### 复杂应用实例——树形结构遍历 考虑这样一个需求:给定一棵嵌套列表表示的二叉树或其他任意形状的树状图谱,我们希望找到其中所有叶子节点组成的集合。此时就可以利用递归配合 `yield` 来简化我们的代码逻辑: ```python def traverse_tree(tree): for node in tree: if isinstance(node, list) or isinstance(node, tuple): yield from traverse_tree(node) else: yield node tree_structure = [[[[1], [2]], [[[3]]]], []] for leaf in traverse_tree(tree_structure): print(leaf) # 结果依次打印 1, 2, 3 ``` 这里引入了 PEP 380 提议的新特性 `yield from`, 它允许我们将子生成器的结果直接传递给父级调用方,从而进一步减少了冗余代码量[^2]. #### 性能优势与其他注意事项 相比传统方法构建整的序列再逐一访问而言,采用基于生成器的方式能够显著降低内存占用率,尤其适用于处理超大规模数据集的情形之下。然而值得注意的一点在于,由于生成器本身不具备随机存取的能力,因此对于那些频繁涉及索引操作的应用场合来说可能并不适用[^5]. --- ###
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