Python關鍵字yield詳解以及Iterable 和Iterator區別

迭代器(Iterator)

爲了理解yield是什麼，首先要明白生成器(generator)是什麼，在講生成器以前先說說迭代器(iterator)，當建立一個列表(list)時，你能夠逐個的讀取每一項，這就叫作迭代（iteration）。

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

Mylist就是一個迭代器，不論是使用複雜的表達式列表，仍是直接建立一個列表，都是可迭代的對象。

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

你可使用「for··· in ···」來操做可迭代對象，如：list,string,files,這些迭代對象很是方便咱們使用，由於你能夠按照你的意願進行重複的讀取。可是你不得不預先存儲全部的元素在內存中，那些對象裏有不少元素時，並非每一項都對你有用。

生成器(Generators)

生成器一樣是可迭代對象，可是你只能讀取一次，由於它並無把全部值存放內存中，它動態的生成值：

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

使用()和[]結果是同樣的，可是，第二次執行「 for in mygenerator」不會有任何結果返回，由於它只能使用一次。首先計算0，而後計算1，以後計算4，依次類推。

Yield

Yield是關鍵字， 用起來像return，yield在告訴程序，要求函數返回一個生成器。

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

這個示例自己沒什麼意義，可是它很清晰地說明函數將返回一組僅能讀一次的值，要想掌握yield，首先必須理解的是：當你調用生成器函數的時候，如上例中的createGenerator()，程序並不會執行函數體內的代碼，它僅僅只是返回生成器對象，這種方式頗爲微妙。函數體內的代碼只有直到每次循環迭代(for)生成器的時候纔會運行。

函數第一次運行時，它會從函數開始處直到碰到yield時，就返回循環的第一個值，而後，交互的運行、返回，直到沒有值返回爲止。若是函數在運行可是並無遇到yield，就認爲該生成器是空，緣由多是循環終止，或者沒有知足任何」if/else」。

接下來讀一小段代碼來理解生成器的優勢：

控制生成器窮舉

>>> class Bank(): # 建立銀行，構造ATM機
...    crisis = False
...    def create_atm(self) :
...        while not self.crisis :
...            yield "$100"
>>> hsbc = Bank() # 沒有危機時，你想要多少，ATM就能夠吐多少
>>> 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 # 危機來臨，銀行沒錢了
>>> print(corner_street_atm.next())
<type 'exceptions.StopIteration'>
>>> wall_street_atm = hsbc.ceate_atm() # 新建ATM，銀行仍然沒錢
>>> print(wall_street_atm.next())
<type 'exceptions.StopIteration'>
>>> hsbc.crisis = False # 麻煩就是，即便危機事後銀行仍是空的
>>> print(corner_street_atm.next())
<type 'exceptions.StopIteration'>
>>> brand_new_atm = hsbc.create_atm() # 構造新的ATM，恢復業務
>>> for cash in brand_new_atm :
...    print cash
$100
$100
$100
$100
$100
$100
$100
$100
$100

對於訪問控制資源，生成器顯得很是有用。

迭代工具，你最好的朋友

迭代工具模塊包含了操作指定的函數用於操做迭代器。想複製一個迭代器出來？連接兩個迭代器？以one liner（這裏的one-liner只需一行代碼能搞定的任務)用內嵌的列表組合一組值？不使用list建立Map/Zip？···，你要作的就是 import itertools，舉個例子吧：

四匹馬賽跑到達終點排名的全部可能性：

>>> 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)]

理解迭代的內部機制：

迭代(iteration）就是對可迭代對象（iterables，實現了__iter__()方法）和迭代器（iterators，實現了__next__()方法）的一個操做過程。可迭代對象是任何可返回一個迭代器的對象，迭代器是應用在迭代對象中迭代的對象，換一種方式說的話就是：iterable對象的__iter__()方法能夠返回iterator對象，iterator經過調用next()方法獲取其中的每個值(譯者注)，讀者能夠結合Java API中的 Iterable接口和Iterator接口進行類比。

（

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).

爲何必定要去實現Iterable這個接口呢？ 爲何不直接實現Iterator接口呢？

看一下JDK中的集合類，好比List一族或者Set一族， 
都是實現了Iterable接口，但並不直接實現Iterator接口。 
仔細想一下這麼作是有道理的。由於Iterator接口的核心方法next()或者hasNext() 
是依賴於迭代器的當前迭代位置的。 
若是Collection直接實現Iterator接口，勢必致使集合對象中包含當前迭代位置的數據(指針)。 
當集合在不一樣方法間被傳遞時，因爲當前迭代位置不可預置，那麼next()方法的結果會變成不可預知。 
除非再爲Iterator接口添加一個reset()方法，用來重置當前迭代位置。 
但即時這樣，Collection也只能同時存在一個當前迭代位置。 
而Iterable則否則，每次調用都會返回一個從頭開始計數的迭代器。 
多個迭代器是互不干擾的

英文原文：The Python yield keyword explained

原文連接：http://blog.jobbole.com/32748/