廖雪峰的Python教程-生成器

通过列表生成式，我们可以直接创建一个列表。但是，受到内存限制，列表容量肯定是有限的。而且，创建一个包含100万个元素的列表，不仅占用很大的存储空间，如果我们仅仅需要访问前面几个元素，那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了。

所以，如果列表元素可以按照某种算法推算出来，那我们是否可以在循环的过程中不断推算出后续的元素呢？这样就不必创建完整的list，从而节省大量的空间。在Python中，这种一边循环一边计算的机制，称为生成器（Generator）。

所以，我们创建了一个generator后，基本上永远不会调用next()方法，而是通过for循环来迭代它。

>>> L = [x * x for x in range(10)]>>> L[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]>>> g = (x * x for x in range(10))>>> g<generator object <genexpr> at 0x104feab40>

>>> L = [x * x for x in range(10)]>>> L[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]>>> g = (x * x for x in range(10))>>> g<generator object <genexpr> at 0x104feab40

可以通过next()的方法逐一输出generator中的数值：

>>> g = (x * x for x in range(10))>>> g<generator object <genexpr> at 0x02FC2530>>>>>>> g.next()0>>> g.next()1>>> g.next()4>>> g.next()9>>> g.next()16>>> g.next()25>>>>>> g.next()36>>> g.next()49>>> g.next()64>>> g.next()81>>> g.next()Traceback (most recent call last):  File "<stdin>", line 1, in <module>StopIteration

<注：StopIteration在官方的解释中为，Raised by an iterator'snext() method to signal that there are no further values.（由迭代器的next()方法引发，表示没有进一步的值。）属于系统内置错误，表示迭代已完成。>

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：要创建一个generator，有很多种方法。第一种方法很简单，只要把一个列表生成式的[]改成()，就创建了一个generator：

>>> def fib(max):...     n,a,b = 0,0,1...     while n < max:...             print b...             a,b = b,a+b...             n = n + 1...>>> fib(6)112358

fib函数实际上是定义了斐波拉契数列的推算规则，可以从第一个元素开始，推算出后续任意的元素，这种逻辑其实非常类似generator。

也就是说，上面的函数和generator仅一步之遥。要把fib函数变成generator，只需要把print b改为yield b就可以了：

>>> def fib(max):...     n,a,b = 0,0,1...     while n < max:...             yield b...             a,b = b,a+b...             n = n + 1...

这就是定义generator的另一种方法。如果一个函数定义中包含yield关键字，那么这个函数就不再是一个普通函数，而是一个generator，generator和函数的执行流程不一样。函数是顺序执行，遇到return语句或者最后一行函数语句就返回。而变成generator的函数，在每次调用next()的时候执行，遇到yield语句返回，再次执行时从上次返回的yield语句处继续执行。

generator是非常强大的工具，在Python中，可以简单地把列表生成式改成generator，也可以通过函数实现复杂逻辑的generator。

要理解generator的工作原理，它是在for循环的过程中不断计算出下一个元素，并在适当的条件结束for循环。对于函数改成的generator来说，遇到return语句或者执行到函数体最后一行语句，就是结束generator的指令，for循环随之结束。

2017年5月15日23:54:42