生成器

當列表包含很是多元素時，會佔用大量存儲空間，而若是僅需訪問前面幾個元素，則後面絕大多數元素佔用的空間都被浪費了
若是列表元素能夠按照某種算法推算出來，則能夠在循環的過程當中不斷推算出後續的元素，這樣就沒必要建立完整的list，從而節省大量的空間

在Python中，這種一邊循環一邊計算的機制，稱爲生成器(generator)
經過定義可知，generator保存的不是數據，而是得到元素的算法

建立生成器有兩種方式
　　1) 簡單地把列表生成式改爲generator，就是建立列表時，將[]修改成()
　　2) 經過函數實現複雜邏輯的generator，函數體內使用yield語句

生成器工做原理
　　當使用for循環時，在for循環的過程當中不斷計算出下一個元素，並在適當的條件結束for循環
　　當使用next()時，調用一次next，生成器計算出下一個元素，只到生成器沒法計算出下一個值並報Iteration錯誤

生成器與普通函數區別
　　普通函數：每調用一次，都會從函數體第一行代碼開始執行，直到最後遇到return語句或最後一行，返回結果
　　生成器函數：每調用一次，第一次執行會從函數第一行代碼開始執行，遇到yield語句返回，後續代碼不會執行
　　　　　　　　當再次調用時，會接着上次執行的yield語句後開始執行，直到遇到下一個yield語句返回，後續代碼不會執行
　　　　　　　　以此類推，直到遇到最後一個yield語句並返回
　　　　　　　　此時，若是使用的是for循環迭代的，則生成器正常結束，若是使用的是next()迭代的，會報錯
　　 　　　　　   實際上生成器返回的是一個generator對象

使用示例：
　　建立列表方式建立生成器

　　L = [x * x for x in range(10)]
　　g = (x * x for x in range(10))  #建立列表和生成器的區別僅在於最外層的[]和()，L是一個list，而g是一個generator

 

　　next()迭代生成器

　　next(g)  #輸出：0
　　next(g)  #輸出：1
　　next(g)  #輸出：4
　　next(g)  #輸出：9
　　...
　　next(g)  #輸出：StopIteration，
　　#generator保存的是算法，每次調用next(g)，generator就計算出下一個元素的值，直到最後一個元素，沒有更多的元素時，拋出StopIteration的錯誤

 

　　for循環迭代生成器

　　g = (x * x for x in range(10))
　　for n in g:
　　　　print(n) 
　　#for循環體內沒有調用next方法，所以不用擔憂報StopIteration錯誤
　　#函數變成generator後，基本上不會用next()來獲取下一個返回值，而是直接使用for循環來迭代

 

　　函數實現生成器
　　若是一個函數定義中包含yield關鍵字，那麼這個函數就再也不是一個普通函數，而是一個generator

　　def odd():  #odd不是普通函數，而是generator
　　　　yield 1
　　　　yield 3
　　　　yield 5

　　o = odd() #調用該generator時，首先要生成一個generator對象，而後用next()函數不斷得到下一個返回值
　　next(o) #輸出：1，第1次調用next，執行odd()函數的yield 1並返回1，後面的yield 3和yield 5不執行
　　next(o) #輸出：2，第2次調用next，直接執行odd()函數的yield 3，後面的yield 5不執行，並返回2
　　next(o) #輸出：3，第3次調用next，直接執行odd()函數的yield 5，並返回5
　　next(o) #輸出：報StopIteration錯誤，第4次調用next，發現odd()函數沒有其餘yield值，並報StopIteration錯誤

 

　　斐波那契數列實現
　　　　生成器函數定義

　　def fib(max):
　　　　n, a, b = 0, 0, 1
　　　　while n < max: #循環過程當中不斷調用yield，就會不斷中斷。固然要給循環設置一個條件來退出循環，否則就會產生一個無限數列出來
　　　　　　yield b
　　　　　　a, b = b, a + b
　　　　　　n = n + 1
　　　　return 'done'

　　　　迭代斐波那契數列

　　for n in fib(6): 
　　　　print(n)    #用for循環調用generator時，是沒法獲得generator的return語句返回值的，由於生成器只能獲得yield值
　　#輸出： 1
　　#      1
　　#      2
　　#      3
　　#      5
　　#      8

　　　　迭代斐波那契數列，同時輸出生成器的return值

　　g = fib(6)
　　while True:
　　　　try:
　　　　　　x = next(g)
　　　　　　print('g:', x)
　　　　except StopIteration as e:
　　　　　　print('Generator return value:', e.value) #想要拿到return語句返回值，必須捕獲StopIteration錯誤，返回值包含在StopIteration的value中
　　　　　　break
　　#輸出： g: 1
　　#      g: 1
　　#      g: 2
　　#      g: 3
　　#      g: 5
　　#      g: 8
　　#      Generator return value: done