Python学习----高级特性

高级特性

四、生成器

1.generator基础

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。

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：

>>> 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 0x1022ef630>

创建L和g的区别仅在于最外层的[]和()，L是一个list，而g是一个generator。

>>> next(g)0>>> next(g)1>>> next(g)4

generator保存的是算法，每次调用next(g)，就计算出g的下一个元素的值，直到计算到最后一个元素，没有更多的元素时，抛出StopIteration的错误。

def fib(max):    n, a, b = 0, 0, 1    while n < max:        yield b        a, b = b, a + b        n = n + 1    return 'done'

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：

>>> fg = fib(6)>>> fg<generator object fib at 0x104feaaa0>

这里，最难理解的就是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。

举个简单的例子，定义一个generator，依次返回数字1，3，5：

def even():    print('step 1')    yield (2)    print('step 2')    yield(4)    print('step 3')    yield(6)

调用该generator时，首先要生成一个generator对象，然后用next()函数不断获得下一个返回值：

>>> e = even()>>> next(e)step 12>>> next(e)step 24>>> next(e)step 36>>> next(e)Traceback (most recent call last):  File "<stdin>", line 1, in <module>StopIteration

可以看到，even不是普通函数，而是generator，在执行过程中，遇到yield就中断，下次又继续执行。执行3次yield后，已经没有yield可以执行了，所以，第4次调用next(e)就报错。

回到fib的例子，我们在循环过程中不断调用yield，就会不断中断。当然要给循环设置一个条件来退出循环，不然就会产生一个无限数列出来。

把函数改成generator后，我们基本上从来不会用next()来获取下一个返回值，而是直接使用for循环来迭代：

>>> for n in fib(6):...     print(n)...112358

但是用for循环调用generator时，发现拿不到generator的return语句的返回值。如果想要拿到返回值，必须捕获StopIteration错误，返回值包含在StopIteration的value中：

>>> fg = fib(6)>>> while True:...     try:...         x = next(fg)...         print('fg:', x)...     except StopIteration as e:...         print('Generator return value:', e.value)...         break...g: 1g: 1g: 2g: 3g: 5g: 8Generator return value: done

2.打印杨辉三角

[1][1, 1][1, 2, 1][1, 3, 3, 1][1, 4, 6, 4, 1][1, 5, 10, 10, 5, 1][1, 6, 15, 20, 15, 6, 1][1, 7, 21, 35, 35, 21, 7, 1][1, 8, 28, 56, 70, 56, 28, 8, 1][1, 9, 36, 84, 126, 126, 84, 36, 9, 1]

参考：

def triangles(n):    L = [1]    while len(L) < n + 1:        yield(L)        L.append(0)        L = [L[i] + L[i - 1] for i in range(len(L))]  //到这一步，L[-1]总是0。原因为上一步的append操作for i in triangles(10):    print(i)