python中yield的用法详解

本文详细介绍了Python中yield关键字的用法。先将yield看作return,带yield的函数是生成器。通过代码单步调试解释了其执行顺序,说明了yield与return的关系和区别。还介绍了生成器的send函数,最后指出使用生成器可避免像List那样占用大量内存。

接下来是正题:

首先,如果你还没有对yield有个初步分认识,那么你先把yield看做“return”,这个是直观的,它首先是个return,普通的return是什么意思,就是在程序中返回某个值,返回之后程序就不再往下运行了。看做return之后再把它看做一个是生成器(generator)的一部分(带yield的函数才是真正的迭代器),好了,如果你对这些不明白的话,那先把yield看做return,然后直接看下面的程序,你就会明白yield的全部意思了:

def foo():
    print("starting...")
    while True:
        res = yield 4
        print("res:",res)
g = foo()
print(next(g))
print("*"*20)
print(next(g))

就这么简单的几行代码就让你明白什么是yield,代码的输出这个:

starting...

4

********************

res: None

4

我直接解释代码运行顺序,相当于代码单步调试:

1.程序开始执行以后,因为foo函数中有yield关键字,所以foo函数并不会真的执行,而是先得到一个生成器g(相当于一个对象)

2.直到调用next方法,foo函数正式开始执行,先执行foo函数中的print方法,然后进入while循环

3.程序遇到yield关键字,然后把yield想想成return,return了一个4之后,程序停止,并没有执行赋值给res操作,此时next(g)语句执行完成,所以输出的前两行(第一个是while上面的print的结果,第二个是return出的结果)是执行print(next(g))的结果,

4.程序执行print("*"*20),输出20个*

5.又开始执行下面的print(next(g)),这个时候和上面那个差不多,不过不同的是,这个时候是从刚才那个next程序停止的地方开始执行的,也就是要执行res的赋值操作,这时候要注意,这个时候赋值操作的右边是没有值的(因为刚才那个是return出去了,并没有给赋值操作的左边传参数),所以这个时候res赋值是None,所以接着下面的输出就是res:None,

6.程序会继续在while里执行,又一次碰到yield,这个时候同样return 出4,然后程序停止,print函数输出的4就是这次return出的4.

 

到这里你可能就明白yield和return的关系和区别了,带yield的函数是一个生成器,而不是一个函数了,这个生成器有一个函数就是next函数,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foo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。

****************************************************************************************************************************************

def foo():

print("starting...")

while True:

res = yield 4

print("res:",res)

g = foo()

print(next(g))

print("*"*20)

print(g.send(7))

再看一个这个生成器的send函数的例子,这个例子就把上面那个例子的最后一行换掉了,输出结果:

starting...

4

********************

res: 7

4

先大致说一下send函数的概念:此时你应该注意到上面那个的紫色的字,还有上面那个res的值为什么是None,这个变成了7,到底为什么,这是因为,send是发送一个参数给res的,因为上面讲到,return的时候,并没有把4赋值给res,下次执行的时候只好继续执行赋值操作,只好赋值为None了,而如果用send的话,开始执行的时候,先接着上一次(return 4之后)执行,先把7赋值给了res,然后执行next的作用,遇见下一回的yield,return出结果后结束。

 

5.程序执行g.send(7),程序会从yield关键字那一行继续向下运行,send会把7这个值赋值给res变量

6.由于send方法中包含next()方法,所以程序会继续向下运行执行print方法,然后再次进入while循环

7.程序执行再次遇到yield关键字,yield会返回后面的值后,程序再次暂停,直到再次调用next方法或send方法。

 

这就结束了,说一下,为什么用这个生成器,是因为如果用List的话,会占用更大的空间,比如说取0,1,2,3,4,5,6............1000

你可能会这样:

for n in range(1000):

a=n

这个时候range(1000)就默认生成一个含有1000个数的list了,所以很占内存。

这个时候你可以用刚才的yield组合成生成器进行实现,也可以用xrange(1000)这个生成器实现

yield组合:

def foo(num):

print("starting...")

while num<10:

num=num+1

yield num

for n in foo(0):

print(n)

输出:

starting...

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

 xrange(1000):

for n in xrange(1000):

a=n
 其中要注意的是python3时已经没有xrange()了,在python3中,range()就是xrange()了,你可以在python3中查看range()的类型,它已经是个<class 'range'>了,而不是一个list了,毕竟这个是需要优化的。 
<think>我们被要求详细解析Pythonyield关键字的用法。根据引用材料,yield关键字用于创建生成器(generator),它可以将一个普通函数转变为生成器函数。生成器函数在执行时会产生一个序列的值,但不会一次性计算出所有值,而是每次产生一个值,并在产生值的位置暂停,直到下一次请求值(通过next()或send()等方法)时继续执行。 主要特点: 1. 生成器函数在调用时返回一个生成器对象,而不立即执行函数体。 2. 当使用next()函数或生成器的__next__()方法时,函数开始执行直到遇到yield表达式,然后返回yield后面的值,并暂停(保存所有局部变量状态)。 3. 下次调用next()时,函数从上次暂停的位置继续执行,直到再次遇到yield。 4. 如果函数执行结束(遇到return或执行到末尾),会抛出StopIteration异常。 此外,yield还可以与send()方法配合使用,允许从外部向生成器发送一个值,这个值将成为yield表达式的结果(代替None)。注意,第一次调用生成器时,必须使用next()或send(None)来启动生成器,因为此时生成器函数在开始处,还没有遇到yield来接收外部值。 根据引用[3]和[4]中的说明,我们可以通过示例来详细说明。 步骤: 1. 定义一个生成器函数,使用yield产生值。 2. 获取生成器对象。 3. 使用next()或send(None)启动生成器,运行到第一个yield处停止。 4. 之后可以使用next()继续执行,或者使用send(value)向生成器发送值(此时生成器内部yield表达式将返回这个值)。 我们通过一个例子来演示: 例子1:基本用法 ```python def simple_generator(): yield 1 yield 2 yield 3 # 创建生成器对象 gen = simple_generator() print(next(gen)) # 输出:1 print(next(gen)) # 输出:2 print(next(gen)) # 输出:3 # 再调用next(gen)会抛出StopIteration ``` 例子2:使用send()方法 ```python def generator_with_send(): print("启动") x = yield '第一次yield' # 这里yield返回一个字符串,然后暂停。当使用send时,x将获得send传入的值 print("收到:", x) y = yield '第二次yield' print("收到:", y) yield '结束' gen = generator_with_send() # 启动生成器,必须先用None启动,因为此时还没有yield表达式来接收值 value1 = next(gen) # 或者 gen.send(None) print(value1) # 输出:'第一次yield' # 发送一个值给生成器,并获取下一个yield的值 value2 = gen.send(100) # 此时,生成器内部x=100,然后执行到下一个yield,返回'第二次yield' print(value2) # 输出:'第二次yield' # 再发送一个值 value3 = gen.send(200) # 此时,生成器内部y=200,然后执行到下一个yield,返回'结束' print(value3) # 输出:'结束' # 继续调用next()将抛出StopIteration,因为函数已经执行完毕 ``` 注意:第一次启动生成器时,只能使用next()或send(None),因为此时生成器函数刚开始执行,还没有遇到yield表达式来接收外部值。如果直接使用send(非None值)会报错(TypeError)。 此外,生成器还可以使用throw()方法在暂停的位置抛出异常,以及使用close()方法关闭生成器。这些高级用法在此不做详细展开。 总结yield关键字的优点: 1. 延迟计算:只在需要时生成值,节省内存(尤其适用于大数据或无限序列)。 2. 状态保持:生成器函数在暂停时能保存函数的整个执行环境(局部变量等)。 3. 简化代码:相对于迭代器类(需要实现__iter__和__next__方法),生成器的写法更简洁。 根据引用[2]和[5],yield使得函数变成生成器,从而获得了迭代能力,代码简洁且执行流程清晰。 相关问题: 1. yield和return有什么区别? 2. 如何捕获生成器结束的StopIteration异常? 3. 生成器表达式和列表推导式有什么区别? 4. 在生成器函数中,return语句有什么作用? 5. yield from语法有什么作用? 注意:以上问题仅为示例,实际生成的相关问题应基于回答内容。 </think>### Python yield关键字用法详细解析 `yield`是Python中的核心关键字,用于创建**生成器函数**(generator function)。它允许函数在运行中暂停/恢复状态,实现延迟计算和高效的内存利用。 #### 一、核心概念 1. **生成器本质** 使用`yield`的函数会返回一个生成器对象(迭代器),而非普通返回值: ```python def gen_func(): yield 1 yield 2 gen = gen_func() # <generator object at 0x...> ``` 2. **执行流程** - 首次调用`next(gen)`:从函数起点执行到第一个`yield`,返回产出值后**暂停** - 后续调用`next(gen)`:从上个`yield`之后继续执行,直到遇到下一个`yield` - 结束时抛出`StopIteration`异常 #### 二、关键特性与用法 1. **基本产出值** ```python def count_down(n): while n > 0: yield n n -= 1 for num in count_down(3): print(num) # 输出: 3 → 2 → 1 ``` 2. **双向通信** 通过`.send(value)`向生成器传递数据(`yield`表达式接收值): ```python def accumulator(): total = 0 while True: num = yield total # yield接收send()的值 total += num gen = accumulator() next(gen) # 初始化 → 返回0 print(gen.send(5)) # 输出: 5(total=0+5) print(gen.send(3)) # 输出: 8(total=5+3) ``` 3. **自动迭代** 生成器可直接用于`for`循环: ```python def fibonacci(n): a, b = 0, 1 for _ in range(n): yield a a, b = b, a + b print(list(fibonacci(5))) # [0, 1, 1, 2, 3] ``` 4. **资源高效性** 对比列表生成式,生成器**惰性计算**,内存占用恒定: ```python # 生成1亿个数的平方(仅需几十字节内存) gen = (x*x for x in range(10**8)) # 生成器表达式 ``` #### 三、进阶用法 1. **协程实现** 结合`yield`可实现轻量级并发: ```python def task(name): print(f"{name} start") yield # 首次暂停 print(f"{name} end") t1, t2 = task("A"), task("B") next(t1) # A start next(t2) # B start next(t1) # A end ``` 2. **`yield from`委托** 简化嵌套生成器: ```python def chain(*iterables): for it in iterables: yield from it # 等价于 for i in it: yield i list(chain("AB", [1,2])) # ['A','B',1,2] ``` 3. **异常处理** 通过`.throw()`注入异常: ```python def catcher(): try: yield "Ready" except ValueError: yield "Handled!" gen = catcher() next(gen) # Ready gen.throw(ValueError) # Handled! ``` #### 四、注意事项 1. **初始化要求** 首次必须用`next(gen)`或`gen.send(None)`启动生成器(不能直接`send(值)`)[^3] 2. **状态唯一性** 生成器对象为**单次使用**,耗尽后再次调用会抛出`StopIteration` 3. **与`return`对比** | 特性 | `return` | `yield` | |------------|---------------------------|-----------------------------| | 返回值类型 | 单个对象 | 生成器对象 | | 内存占用 | 需存储所有结果 | 仅存储当前状态 | | 执行特点 | 一次性退出函数 | 多次暂停/恢复 | #### 五、典型应用场景 1. 处理大型数据集(如文件逐行读取) 2. 无限序列生成(如实时数据流) 3. 状态机实现 4. 异步编程基础(在`asyncio`底层使用) > Python的`yield`实现了**协程**的核心机制,是高效处理流式数据和并发任务的基石[^2]。
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