Python关键字yield详解以及Iterable 和Iterator区别

来源：互联网发布：淘宝专柜代购是真的吗编辑：程序博客网时间：2024/05/16 18:44

迭代器(Iterator)

为了理解yield是什么，首先要明白生成器(generator)是什么，在讲生成器之前先说说迭代器(iterator)，当创建一个列表(list)时，你可以逐个的读取每一项，这就叫做迭代（iteration）。

mylist = [ 1 , 2 , 3 ]
for i in mylist :
print (i)
1
2
3

Mylist就是一个迭代器，不管是使用复杂的表达式列表，还是直接创建一个列表，都是可迭代的对象。

mylist = [x*x for x in range( 3 )]
for i in mylist :
print (i)
0
1
4

你可以使用“for··· in ···”来操作可迭代对象，如：list,string,files,这些迭代对象非常方便我们使用，因为你可以按照你的意愿进行重复的读取。但是你不得不预先存储所有的元素在内存中，那些对象里有很多元素时，并不是每一项都对你有用。

生成器(Generators)

生成器同样是可迭代对象，但是你只能读取一次，因为它并没有把所有值存放内存中，它动态的生成值：

mygenerator = (x*x for x in range( 3 ))
for i in mygenerator :
print (i)
0
1
4

使用()和[]结果是一样的，但是，第二次执行“ for in mygenerator”不会有任何结果返回，因为它只能使用一次。首先计算0，然后计算1，之后计算4，依次类推。

Yield

Yield是关键字，用起来像return，yield在告诉程序，要求函数返回一个生成 器。

def createGenerator() :
mylist = range( 3 )
for i in mylist :
yield i*i
mygenerator = createGenerator() # create a generator
print (mygenerator) # mygenerator is an object!
< generator object createGenerator at 0xb7555c34 >
for i in mygenerator:
print (i)
0
1
4

这个示例本身没什么意义，但是它很清晰地说明函数将返回一组仅能读一次的值，要想掌握yield，首先必须理解的是：当你调用生成器函数的时候，如上例中的createGenerator()，程序并不会执行函数体内的代码，它仅仅只是返回生成器对象，这种方式颇为微妙。函数体内的代码只有直到每次循环迭代(for)生成器的时候才会运行。

函数第一次运行时，它会从函数开始处直到碰到yield时，就返回循环的第一个值，然后，交互的运行、返回，直到没有值返回为止。如果函数在运行但是并没有遇到yield，就认为该生成器是空，原因可能是循环终止，或者没有满足任何”if/else”。

接下来读一小段代码来理解生成器的优点：

控制生成器穷举

>>> class Bank(): # 创建银行，构造ATM机
... crisis = False
... def create_atm( self ) :
... while not self .crisis :
... yield "$100"
>>> hsbc = Bank() # 没有危机时，你想要多少，ATM就可以吐多少
>>> corner_street_atm = hsbc.create_atm()
>>> print (corner_street_atm.next())
$ 100
>>> print (corner_street_atm.next())
$ 100
>>> print ([corner_street_atm.next() for cash in range( 5 )])
[ '$100' , '$100' , '$100' , '$100' , '$100' ]
>>> hsbc.crisis = True # 危机来临，银行没钱了
>>> print (corner_street_atm.next())
<type 'exceptions.StopIteration' >
>>> wall_street_atm = hsbc.ceate_atm() # 新建ATM，银行仍然没钱
>>> print (wall_street_atm.next())
<type 'exceptions.StopIteration' >
>>> hsbc.crisis = False # 麻烦就是，即使危机过后银行还是空的
>>> print (corner_street_atm.next())
<type 'exceptions.StopIteration' >
>>> brand_new_atm = hsbc.create_atm() # 构造新的ATM，恢复业务
>>> for cash in brand_new_atm :
... print cash
$ 100
$ 100
$ 100
$ 100
$ 100
$ 100
$ 100
$ 100
$ 100

对于访问控制资源，生成器显得非常有用。

迭代工具，你最好的朋友

迭代工具模块包含了操做指定的函数用于操作迭代器。 想复制一个迭代器出来？链接两个迭代器？以one liner（这里的one-liner只需一行代码能搞定的任务)用内嵌的列表组合一组值？不使用list创建Map/Zip？···，你要做的就是 import itertools，举个例子吧：

四匹马赛跑到达终点排名的所有可能性：

>>> horses = [ 1 , 2 , 3 , 4 ]
>>> races = itertools.permutations(horses)
>>> print (races)
<itertools.permutations object at 0xb754f1dc >
>>> print (list(itertools.permutations(horses)))
[( 1 , 2 , 3 , 4 ),
( 1 , 2 , 4 , 3 ),
( 1 , 3 , 2 , 4 ),
( 1 , 3 , 4 , 2 ),
( 1 , 4 , 2 , 3 ),
( 1 , 4 , 3 , 2 ),
( 2 , 1 , 3 , 4 ),
( 2 , 1 , 4 , 3 ),
( 2 , 3 , 1 , 4 ),
( 2 , 3 , 4 , 1 ),
( 2 , 4 , 1 , 3 ),
( 2 , 4 , 3 , 1 ),
( 3 , 1 , 2 , 4 ),
( 3 , 1 , 4 , 2 ),
( 3 , 2 , 1 , 4 ),
( 3 , 2 , 4 , 1 ),
( 3 , 4 , 1 , 2 ),
( 3 , 4 , 2 , 1 ),
( 4 , 1 , 2 , 3 ),
( 4 , 1 , 3 , 2 ),
( 4 , 2 , 1 , 3 ),
( 4 , 2 , 3 , 1 ),
( 4 , 3 , 1 , 2 ),
( 4 , 3 , 2 , 1 )]

理解迭代的内部机制：

迭代(iteration）就是对可迭代对象（iterables，实现了__iter__()方法）和迭代器（iterators，实现了__next__()方法）的一个操作过程。可迭代对象是任何可返回一个迭代器的对象，迭代器是应用在迭代对象中迭代的对象，换一种方式说的话就是：iterable对象的__iter__()方法可以返回iterator对象，iterator通过调用next()方法获取其中的每一个值(译者注)，读者可以结合Java API中的 Iterable接口和Iterator接口进行类比。

（

java Iterable接口：

public interface Iterable<T>

Implementing this interface allows an object to be the target of the "foreach" statement.

方法：

Iterator<T> iterator()

Returns an iterator over a set of elements of type T.

Returns:

an Iterator.

Iterator接口：

public interface Iterator<E>

An iterator over a collection. Iterator takes the place of Enumeration in the Java collections framework. Iterators differ from enumerations in two ways:

Iterators allow the caller to remove elements from the underlying collection during the iteration with well-defined semantics.
Method names have been improved.

This interface is a member of the Java Collections Framework .

boolean hasNext()
Returns true if the iteration has more elements.
E next()
Returns the next element in the iteration.
void remove()
Removes from the underlying collection the last element returned by the iterator (optional operation).

为什么一定要去实现Iterable这个接口呢？为什么不直接实现Iterator接口呢？

看一下JDK中的集合类，比如List一族或者Set一族，
都是实现了Iterable接口，但并不直接实现Iterator接口。
仔细想一下这么做是有道理的。因为Iterator接口的核心方法next()或者hasNext()
是依赖于迭代器的当前迭代位置的。
如果Collection直接实现Iterator接口，势必导致集合对象中包含当前迭代位置的数据(指针)。
当集合在不同方法间被传递时，由于当前迭代位置不可预置，那么next()方法的结果会变成不可预知。
除非再为Iterator接口添加一个reset()方法，用来重置当前迭代位置。
但即时这样，Collection也只能同时存在一个当前迭代位置。
而Iterable则不然，每次调用都会返回一个从头开始计数的迭代器。
多个迭代器是互不干扰的

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