• 生成器(Generators)

    生成器(Generators)

    生成器也是一种迭代器，但是你只能对其迭代一次。这是因为它们并没有把所有的值存在内存中，而是在运行时生成值。你通过遍历来使用它们，要么用一个“for”循环，要么将它们传递给任意可以进行迭代的函数和结构。大多数时候生成器是以函数来实现的。然而，它们并不返回一个值，而是yield(暂且译作“生出”)一个值。这里有个生成器函数的简单例子：

    1. def generator_function():
    2.     for i in range(10):
    3.         yield i
    5. for item in generator_function():
    6.     print(item)
    8. # Output: 0
    9. # 1
    10. # 2
    11. # 3
    12. # 4
    13. # 5
    14. # 6
    15. # 7
    16. # 8
    17. # 9

    这个案例并不是非常实用。生成器最佳应用场景是：你不想同一时间将所有计算出来的大量结果集分配到内存当中，特别是结果集里还包含循环。

    译者注：这样做会消耗大量资源

    许多Python 2里的标准库函数都会返回列表，而Python 3都修改成了返回生成器，因为生成器占用更少的资源。

    下面是一个计算斐波那契数列的生成器：

    1. # generator version
    2. def fibon(n):
    3.     a = b = 1
    4.     for i in range(n):
    5.         yield a
    6.         a, b = b, a + b

    函数使用方法如下：

    1. for x in fibon(1000000):
    2.     print(x)

    用这种方式，我们可以不用担心它会使用大量资源。然而，之前如果我们这样来实现的话：

    1. def fibon(n):
    2.     a = b = 1
    3.     result = []
    4.     for i in range(n):
    5.         result.append(a)
    6.         a, b = b, a + b
    7.     return result

    这也许会在计算很大的输入参数时，用尽所有的资源。我们已经讨论过生成器使用一次迭代，但我们并没有测试过。在测试前你需要再知道一个Python内置函数：next()。它允许我们获取一个序列的下一个元素。那我们来验证下我们的理解：

    1. def generator_function():
    2.     for i in range(3):
    3.         yield i
    5. gen = generator_function()
    6. print(next(gen))
    7. # Output: 0
    8. print(next(gen))
    9. # Output: 1
    10. print(next(gen))
    11. # Output: 2
    12. print(next(gen))
    13. # Output: Traceback (most recent call last):
    14. #            File "<stdin>", line 1, in <module>
    15. #         StopIteration

    我们可以看到，在yield掉所有的值后，next()触发了一个StopIteration的异常。基本上这个异常告诉我们，所有的值都已经被yield完了。你也许会奇怪，为什么我们在使用for循环时没有这个异常呢？啊哈，答案很简单。for循环会自动捕捉到这个异常并停止调用next()。你知不知道Python中一些内置数据类型也支持迭代哦？我们这就去看看：

    1. my_string = "Yasoob"
    2. next(my_string)
    3. # Output: Traceback (most recent call last):
    4. #      File "<stdin>", line 1, in <module>
    5. #    TypeError: str object is not an iterator

    好吧，这不是我们预期的。这个异常说那个str对象不是一个迭代器。对，就是这样！它是一个可迭代对象，而不是一个迭代器。这意味着它支持迭代，但我们不能直接对其进行迭代操作。那我们怎样才能对它实施迭代呢？是时候学习下另一个内置函数，iter。它将根据一个可迭代对象返回一个迭代器对象。这里是我们如何使用它：

    1. my_string = "Yasoob"
    2. my_iter = iter(my_string)
    3. next(my_iter)
    4. # Output: 'Y'

    现在好多啦。我肯定你已经爱上了学习生成器。一定要记住，想要完全掌握这个概念，你只有使用它。确保你按照这个模式，并在生成器对你有意义的任何时候都使用它。你绝对不会失望的！