Python生成器的詳細介紹

  Python生成器的詳細介紹,首先生成器是Python初級開發者最難理解的概念之一,雖被認爲是Python編程中的高級技能,但在各類項目中能夠隨處見到生成器的身影,你得不得去理解它、使用它、甚至愛上它。
  提到生成器,總不可避免地要把迭代器拉出來對比着講,生成器就是一個在行爲上和迭代器很是相似的對象,若是把迭代器比做Android系統,那麼生成器就是iOS,兩者功能上差很少,可是生成器更優雅。
  什麼是迭代器
  顧名思義,迭代器就是用於迭代操做(for循環)的對象,它像列表同樣能夠迭代獲取其中的每個元素,任何實現了__next__方法(python2是next)的對象均可以稱爲迭代器。
  它與列表的區別在於,構建迭代器的時候,不像列表把全部元素一次性加載到內存,而是以一種延遲計算(lazyevaluation)方式返回元素,這正是它的優勢。好比列表含有中一千萬個整數,須要佔超過400M的內存,而迭代器只須要幾十個字節的空間。由於它並無把全部元素裝載到內存中,而是等到調用next方法時候才返回該元素(按需調用callbyneed的方式,本質上for循環就是不斷地調用迭代器的next方法)。
以斐波那契數列爲例來實現一個迭代器:
class Fib:
def __init__(self, n):
self.prev = 0
self.cur = 1
self.n = n
def __iter__(self):
return self
def __next__(self):
if self.n > 0:
value = self.cur
self.cur = self.cur + self.prev
self.prev = value
self.n -= 1
return value
else:
raise StopIteration()python

兼容python2

def __next__(self):
return self.next()
f = Fib(10)
print([i for i in f])編程

[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]

什麼是生成器
知道迭代器以後,就能夠正式進入生成器的話題了。普通函數用return返回一個值,和Java等其餘語言是同樣的,然而在Python中還有一種函數,用關鍵字yield來返回值,這種函數叫生成器函數,函數被調用時會返回一個生成器對象,生成器本質上仍是一個迭代器,也是用在迭代操做中,所以它有和迭代器同樣的特性,惟一的區別在於實現方式上不同,後者更加簡潔
最簡單的生成器函數:函數

def func(n):
... yield n*2
...
func
<function func at 0x00000000029F6EB8>
g = func(5)
g
<generator object func at 0x0000000002908630>

func就是一個生成器函數,調用該函數時返回對象就是生成器g,這個生成器對象的行爲和迭代器是很是類似的,能夠用在for循環等場景中。注意yield對應的值在函數被調用時不會馬上返回,而是調用next方法時(本質上for循環也是調用next方法)才返回
g = func(5)
next(g)
10
g = func(5)
for i in g:
... print(i)
...
10
那爲何要用生成器呢?顯然,用生成器在逼格上要比迭代器高几個等級,它沒有那麼多冗長代碼了,並且性能上同樣的高效,爲何不用呢?來看看用生成器實現斐波那契數列有多簡單。
def fib(n):
prev, curr = 0, 1
while n > 0:
n -= 1
yield curr
prev, curr = curr, curr + prev
print([i for i in fib(10)])性能

[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]

生成器表達式
在前面一期「這樣寫代碼更優雅」的文章裏面曾經介紹過列表推導式(listcomprehension),生成器表達式與列表推導式長的很是像,可是它倆返回的對象不同,前者返回生成器對象,後者返回列表對象。lua

g = (x*2 for x in range(10)) type(g) <type 'generator'> l = [x*2 for x in range(10)] type(l) <type 'list'>
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