Python生成器详解-优快云博客

生成器

什么是生成器

通过列表生成式，可以直接生成一个列表，但是由于受到内存的限制，列表的容量肯定是有限的。而且在创建一个包含极大元素个数的列表，不仅会占用很大的内存空间，如果我们只需要访问列表中的前几个元素，那么后面很多的元素就占用了很大的空间，白白浪费了空间。如果列表元素可以按照某种算法推算出来，那我们是不是就可以再循环中不断推算出后面的元素呢？这样就不必创建完整的列表，从而节省了大量的内存空间。

在Python中，这种一边循环一边计算的机制，称之为生成器：generator

创建生成器方法1

想要创建一个生成器，第一种方法很简单，只要把一个列表生成式的[ ] 改成( )就行

In [2]: a = [x for x in range(5)]

In [3]: a
Out[3]: [0, 1, 2, 3, 4]

In [4]: b = (x for x in range(5))

In [5]: b
Out[5]: <generator object <genexpr> at 0x7f86c8009780>

在上面的代码中，a是一个列表，b是一个生成器，那么怎么打印b中的而每个元素呢？

可以通过next()函数来获取生成器的下一个返回值

In [6]: next(b)
Out[6]: 0

In [7]: next(b)
Out[7]: 1

In [8]: next(b)
Out[8]: 2

In [9]: next(b)
Out[9]: 3

In [10]: next(b)
Out[10]: 4

In [11]: next(b)
<hr />

StopIteration                             Traceback (most recent call last)
<ipython-input-11-641a931447e8> in <module>()
----> 1 next(b)

StopIteration:

生成器中保存的是算法 当我们每次调用next(b)时，就会计算出b的下一个元素的值，直到最后一个元素，没有更多的元素是就会抛出StopIteration异常。我们可以使用for循环来迭代它，也不用关心StopIteration异常的问题。

In [14]: b = (x for x in range(5))

In [15]: for x in b:
 ....:     print(x)
 ....:     
0
1
2
3
4

In [16]:

创建生成器方式2

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, …

斐波拉契数列用列表生成式写不出来，但是，用函数把它打印出来却很容易：
```
def fib(times):
  n = 0
  a, b = 0, 1
  while n < times:
      print(b)
      a, b = b, a + b
      n += 1

fib(6)
```
打印结果：1, 1, 2, 3, 5, 8

上面的例子可以看出，函数实际上就是定义了Fibonacci数列的推算规则，可以很据算法推算出后面的值，想要将函数变成生成器，只需要将print(b)改成yield b 就可以了：
```
def fib(times):
  n = 0
  a, b = 0, 1
  while n < times:
      yield b
      a, b = b, a + b
      n += 1

for x in fib(6):
  print(x)
```
打印结果：1, 1, 2, 3, 5, 8
yield和send

只要函数中有yield，那就不能称之为函数了，应该叫生成器。

第一次执行时，从头开始执行，当碰到yield时，会将yield后面的变量的值返回，第二次执行的时候，会从yield之后开始执行。

取值时可以用for循环来取值，就不用担心异常的问题。

send和next相同，都是会从上次停止的地方开始运行。

如果首次调用生成器对象，让其产生一个值，一定要用next()或者send(None)
取值的时候，只能一个一个的取，不能跳着取值。
总结

生成器是这样一个函数，它记住上一次返回时在函数体中的位置。对生成器函数的第二次（或第 n 次）调用跳转至该函数中间，而上次调用的所有局部变量都保持不变。

生成器不仅“记住”了它数据状态；生成器还“记住”了它在流控制构造（在命令式编程中，这种构造不只是数据值）中的位置。

生成器的特点：
- 节约内存
- 迭代到下一次的调用时，所使用的参数都是第一次所保留下的，即是说，在整个所有函数调用的参数都是第一次所调用时保留的，而不是新创建的