Python基础(十三): 生成器

一、生成器

• 是一个特殊的迭代器(迭代器的抽象层级更高)
• 拥有迭代器的特性
  • 惰性计算数据, 节省内存
  • 能够记录状态, 并通过next()函数, 访问下一个状态

二、创建方式

• 生成器表达式: 将列表推导式的[]换成()

result = (i for i in range(100) if i % 2 == 0)
print(result)

# 打印结果: 
<generator object <genexpr> at 0x101fcdeb8>

• 生成器函数: 函数中包含yleld语句, 这个函数的执行结果就是生成器

def test():

    yield 1
    
    yield 2
    
    yield 3

g = test()

print(next(g))
print(next(g))
print(next(g))

# 打印结果: 
1
2
3

三、产生数据的方式

• 生成器具备可迭代的特性
• 可以使用 next()函数 访问生成器中的数据
• 每一次使用 next()函数, 都会执行一个yield之前的代码, 并将yield后的值返回出来, 同时记录已经执行了第几个yield

def test():
    print("a")
    yield 1

    print("b")
    yield 2

    print("c")
    
g = test()

• 执行代码:

result = next(g)
print(result)
# 打印:  
a
1

• 生成器第一次执行next函数, 直接执行 yield 1 之前的代码, 接着将yield 1中yield后的1返回出来, 所以就有了上面的打印
• 同理, 可以得知继续执行下面代码, 可以打印出 b 和 2

result = next(g)
print(result)
# 打印:  
b
2

• 如果已经执行完最后一个yield后, 再次使用next()函数, 就会抛出错误

next(g)
# 报错:  StopIteration

• 使用for in可以遍历生成器, 同时不会抛出错误

for i in g:
    print(i)
# 打印: 
a
1
b
2
c

生成器表达式创建的生成器, 可以用生成器函数写出:

def test():
   for i in range(100):
       if i % 2 == 0:
           yield i
g = test()
for i in g:
   print(i)
# 打印结果: 0-99之间的所有偶数

四、send()方法

• send()方法有一个参数, 指定的是上一次被挂起的yield语句的返回值
• 示例代码:

def test():
    result = yield 1
    print(result)
    
    result = yield 2
    print(result)
    
    result = yield 3
    print(result)

g = test()

• 首先执行代码

result = g._next_()
print(result)
打印: 1

• 可以发现, 第一次执行时, 控制台只打印1, 这是因为第一个yield前并没有任何代码, 所以这里只打印了第一次next()函数的结果
• 再次执行代码

result = g._next_()
print(result)
# 打印:
None
2

• 此时控制台打印: None和2, 这次执行的代码是yield 1之后和yield 2之前的代码, 即print(result)
• 结论: 由于result接受的是yield 1的值, 所以说明默认情况下, yield 1执行后, 并没有任何的返回值

我们可以通过send()函数, 给上一次执行完的yield指定一个返回值

result = g.send("XXOO")
print(result)
# 打印:
XXOO
3

• 由于之前已经执行过两次_next_()方法, 所以这次的send("XXOO")将执行yield 2和yield 3之间的代码
• 可以看到控制台打印出XXOO, 这正是send()函数指定的上一个yield的返回值

send()函数的注意事项

• 由于send()函数是给上一个执行的yield指定返回值, 所以当生成器没有执行过yield时, 直接传参会报错

g = (i for i in range(10))
g.send("XXOO")
# 报错: TypeError: can't send non-None value to a just-started generator
# 即: 不能给send函数指定一个非None的参数

• 解决方法, 第一次调用send()函数时, 将函数传入None即可

g = (i for i in range(10))
g.send(None)

五、关闭生成器

• close()方法: 当生成器执行过close()方法后, 不论是否已经遍历结束, 只要再次执行_next_()方法, 就会报错

def test():
    print("a")
    yield 1

    print("b")
    yield 2

    print("b")
    yield 3

g = test()

g.__next__()
g.close()
g.__next__()

# 报错: StopIteration

• 由于执行了close()方法, 之后执行__next__()方法, 将会报错

六、注意事项

• 如果在生成器中, 执行代码时碰到了return, 那么会直接终止, 同时抛出StopIteration异常提示

def test():
    print("a")
    yield 1

    return
    
    print("b")
    yield 2

g = test()

g.__next__()
g.close()
g.__next__()

# 报错: StopIteration

• 生成器只会遍历一次, 生成器每次执行的状态不会被重置