Python中的yield和raise关键字_python yield raise-优快云博客

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一. `yield` — 生成器

基本概念：

yield 是 Python 中的一个关键字，它用于定义生成器。生成器是一种特殊类型的迭代器，它与常规函数的不同之处在于，生成器函数在执行时会“暂停”并返回一个值，之后可以恢复执行，直到再次遇到 yield。

与普通函数不同，生成器在被调用时并不会立即执行代码。相反，它会返回一个生成器对象，这个对象可以用于逐个生成值，直到所有值都被生成完为止。

生成器函数：

生成器函数是通过 def 定义的普通函数，但它包含一个或多个 yield 表达式。当生成器函数被调用时，它不会立即执行，而是返回一个迭代器对象（即生成器）。调用该生成器的 __next__() 方法（可以通过 next() 函数调用）时，函数会开始执行，直到遇到 yield 语句时暂停，返回值给调用者，并保留当前函数的状态。

工作原理：

暂停与恢复：每次遇到 yield 时，函数的执行状态被“冻结”，函数返回 yield 后的值，直到下次调用 next() 时，函数从上次“冻结”的位置恢复执行。
一次生成一个值：生成器每次生成一个值，它并不会一次性返回所有的值。因此，生成器在处理大量数据时非常高效，因为它不会一次性将所有的值存储在内存中。

示例：

# 生成器函数：生成从1到最大值的数字
def count_up_to(max):
    count = 1
    while count <= max:
        yield count  # 每次暂停并返回当前的count
        count += 1

# 创建生成器对象
counter = count_up_to(3)

# 逐个获取生成的值
print(next(counter))  # 输出: 1
print(next(counter))  # 输出: 2
print(next(counter))  # 输出: 3

生成器的特点：

节省内存：生成器一次只生成一个值，避免了在内存中存储所有值，适合处理大量数据。
惰性求值：生成器是惰性计算的，它们直到需要时才生成下一个值。
状态保存：每次执行到 yield 时，函数的执行状态都会被保存，下一次 next() 调用时会从上次的 yield 语句继续执行。

迭代器协议：

生成器实现了迭代器协议，即支持 __iter__() 和 __next__() 方法，因此可以用 for 循环进行遍历：

for num in count_up_to(5):
    print(num)

这将逐个输出从 1 到 5 的数字。

二. `raise` — 异常抛出

基本概念：

raise 关键字用于在程序中主动抛出异常。它可以用来抛出标准异常，也可以抛出自定义的异常。使用 raise 可以让你显式地触发错误，或者将错误信息传递给上层调用者。它还可以与 try...except 块结合使用，用于重新抛出已捕获的异常。

抛出异常：

raise 后面可以跟一个异常类（如 ValueError、TypeError 等）或者异常实例。你可以使用 raise 主动触发异常，在程序的错误处理部分或在输入数据无效时使用。

语法：

raise ExceptionType("Error message")

ExceptionType：是抛出的异常类型，可以是 Python 内建的异常（如 ValueError, TypeError, IndexError 等），也可以是自定义的异常类。
Error message：是一个可选的错误信息，用于描述异常的具体内容。

示例：

def divide(a, b):
    if b == 0:
        raise ZeroDivisionError("Cannot divide by zero!")  # 主动抛出异常
    return a / b

try:
    result = divide(10, 0)
except ZeroDivisionError as e:
    print(f"Error occurred: {e}")  # 捕获异常并处理

这段代码演示了如何使用 raise 触发一个 ZeroDivisionError 异常。

重新抛出异常：

当你在 try 块中捕获异常后，可能需要进一步处理或记录信息，也可能希望将该异常传递给调用者。在这种情况下，你可以使用 raise 重新抛出异常。

try:
    # 可能会抛出异常的代码
    raise ValueError("An error occurred")
except ValueError as e:
    print(f"Caught exception: {e}")
    raise  # 重新抛出异常

在这个例子中，捕获并处理了异常后，使用 raise 将异常重新抛出，可以让调用者在更高的层次上处理这个异常。

自定义异常：

你也可以自定义异常类，继承自 Exception 类，然后使用 raise 抛出自定义异常。

class CustomError(Exception):
    def __init__(self, message):
        super().__init__(message)

def do_something():
    raise CustomError("This is a custom error")

try:
    do_something()
except CustomError as e:
    print(f"Caught custom error: {e}")

这里，我们定义了一个 CustomError 类，它继承自 Exception。在 do_something() 函数中，我们使用 raise 抛出了一个自定义的异常。

`raise` 的应用场景：

输入验证：当输入数据不符合预期时，可以使用 raise 抛出异常，提示用户修正错误。
错误传播：在处理过程中遇到无法解决的错误时，使用 raise 重新抛出异常，交给上层逻辑来处理。
异常链：有时候你需要捕获某个异常并将其包装成不同类型的异常，以提供更多上下文信息或不同的错误处理方式。

总结：

yield：
- 使函数成为生成器，返回一个迭代器。
- 节省内存，因为生成器按需生成结果，而不是一次性生成所有值。
- 支持惰性求值，直到调用 next() 时才执行。
- 常用于处理大量数据或者需要按需生成数据的场景。
raise：
- 用于主动抛出异常。
- 可以触发标准异常或自定义异常，提供错误信息。
- 与 try...except 结合使用时，可以捕获、处理、或重新抛出异常，控制错误流转。