弄懂這 6 個(gè)問題，拿下 Python 生成器！

1 什么是可迭代對(duì)象？

可迭代對(duì)象，英文Iterable，是一個(gè)形容詞，這類對(duì)象和Java語言類似，都可看作是一類接口，抽象地描述事物具備怎樣的能力。所以，Iterable自然具備可迭代能力。

如下，常見的list，Iterator等都是Iterable對(duì)象：

In?[33]:?from?collections.abc?import?Iterable,Iterator??????????????????????

In?[34]:?issubclass(list,Iterable)??????????????????????????????????????????
Out[34]:?True

In?[35]:?issubclass(Iterator,Iterable)?

2 什么是一個(gè)生成器？

生成器是可迭代的(Iterable)，最簡(jiǎn)單的創(chuàng)建生成器方法是通過一對(duì)()，如下所示：

In?[37]:?g?=?(i*i?for?i?in?[1,4,0])?????????????????????????????????????????

In?[38]:?g??????????????????????????????????????????????????????????????????
Out[38]:??at?0x7fe8956e96d0>

g 是一個(gè)生成器對(duì)象，generator object

獲取生成器對(duì)象的元素，可使用next函數(shù)，如下所示，獲取第一個(gè)元素：

In?[39]:?next(g)????????????????????????????????????????????????????????????
Out[39]:?1

獲取第二個(gè)元素：

In?[40]:?next(g)????????????????????????????????????????????????????????????
Out[40]:?16

3 創(chuàng)建生成器的幾種方法？

如上所見，使用一對(duì)()能夠創(chuàng)建一個(gè)生成器對(duì)象。

除此之外，想必大家也都知道，是使用關(guān)鍵字 yield. yield出現(xiàn)在一個(gè)函數(shù)中，運(yùn)行到yield處，返回的對(duì)象便是生成器對(duì)象(generator object).

4 生成器是迭代器嗎？

生成器對(duì)象(generator object)一定也是迭代器對(duì)象(Iterator object)，如上面的生成器g，使用內(nèi)置函數(shù)isinstance驗(yàn)證，返回True:

In?[43]:?isinstance(g,Iterator)?????????????????????????????????????????????
Out[43]:?True

因此，它具備一切迭代器的特性，關(guān)于迭代器我們已在上一個(gè)話題討論，簡(jiǎn)而言之，迭代器的幾個(gè)特點(diǎn)：

1. 是有去無回的，
2. 迭代器無需提前知道整個(gè)列表的所有元素，
3. 無需加載所有元素到RAM中盡而它是節(jié)省內(nèi)存的(memory-efficient).

生成器同樣具備這些特性。除此之外，它還有一些獨(dú)有的特性，下面跟隨yield 我們便能看出來。

5 如何用一句話描述 yield？

yield 關(guān)鍵字的用法在stackoverflow上也是最熱的問題之一，借用一個(gè)最熱回答中的解釋：

“

yield is a keyword that is used like return, except the function will return a generator.

”

yield 是一個(gè)特殊的return, 它返回一個(gè)生成器對(duì)象。

說實(shí)話，理解這些只是皮毛。那么，如何精通yield的用法呢？

6 如何精通yield的用法？

要想精通yield，你必須首先搞清楚一點(diǎn)：

當(dāng)你調(diào)用帶有yield的函數(shù)時(shí)，函數(shù)并沒有執(zhí)行任何一行，只是返回一個(gè)生成器對(duì)象

為了幫助大家理解，創(chuàng)建一個(gè)帶有yield的函數(shù)：

def?gfun():
????mylist?=?range(3)
????for?i?in?mylist:
????????yield?i*i

g?=?gfun()
print(g)

為了加深印象，你可以自己調(diào)試驗(yàn)證一遍，函數(shù)第一行打的斷點(diǎn)始終未被命中。

帶yield的函數(shù)和for結(jié)合使用，第一次調(diào)用上一步創(chuàng)建的生成器對(duì)象后，將會(huì)進(jìn)入函數(shù)體直到遇到yield返回值。

然后，for循環(huán)再進(jìn)入函數(shù)時(shí)，直接跑到yield的下一句。直到生成器對(duì)象變空為止。

使用下面代碼演示yield的上面過程：

def?createGenerator():
????mylist?=?range(3)
????for?i?in?mylist:
????????yield?i*i
????????print(i*i)

g?=?createGenerator()
print(g)
for?gi??in?g:
????pass

參考錄制的gif：

7 yield 都有哪些重要價(jià)值？

Python引入yield后，便擁有具備實(shí)現(xiàn)協(xié)程的能力，協(xié)程的確是一種高效的編程模型，關(guān)于協(xié)程的理解，后面專題會(huì)詳細(xì)討論。包括更高級(jí)的功能如異步等，根基都是yield.

8 yield 和 itertools

yield重要性和使用廣泛性還提現(xiàn)在，Python單獨(dú)一個(gè)模塊專門用于管理迭代器和生成器對(duì)象，便是itertools，里面封裝的方法特性后面再討論。

9 yield 使用案例

yield實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)數(shù)步長(zhǎng)的frange:

def?frange(start,end,step):
????i?=?start
????while?i????????yield?round(i,3)
????????i+=step

調(diào)用frange:

for?item?in?frange(10,14,0.8):
????print(item)

結(jié)果：

10
10.8
11.6
12.4
13.2