Python 生成器yield原理及用法

前言

在Python中存在兩種好用的功能迭代器與生成器。當我們剛開始接觸到時,會簡單的認為迭代隻不過是處理列表、集合等序列中元素而已。然而,它們的功能並非如此。

當我們遇到一個列表[1,2,3,4,5,6]需要進行遍歷時,我們可以使用如下方法:

  • for循環遍歷打印
  • next()方法打印

同時,我們也可以創建個性化的迭代器對象、構造生成器函數等等。

Python中迭代器協議主要用到瞭兩個魔法方法:__iter__(),__next__()

  • __iter__() 方法創建一個具有__next__()方法的迭代器對象
  • __next__() 方法返回下一個迭代器對象

Python中隻具有迭代操作的生成器,也是屬於迭代器的。在Python中,我們可以使用yield的函數來實現生成器。

本期,我們將詳細介紹生成器相關原理和用法,Let's go~~~

1. 什麼是yield?

首先我們需要認識一生成器(generator),從字面意思上理解,循環計算的操作方式。在Python中,提供一種可以邊循環邊計算的機制。

生成器是解決使用序列存儲大量數據時,內存消耗大的問題。我們可以根據存儲數據的某些規律,演算為算法,在循環過程中通過計算得到,這樣可以不用創建完整序列,從而大大節省占用空間。

yield 是實現生成器方法之一,當函數使用yield方法,則該函數就成為瞭一個生成器。調用該函數,就等於創建瞭一個生成器對象。

2. yield 原理

一個生成器,主要是通過循環反復調用next()方法,直到捕獲異常。

具有 yield方法的函數也是一個生成器,創建如下栗子:

def test(n):
    print("starting...")
    while True:
        res = yield n
        print ("res:",res)
g = test(5)
print(next(g))
print("######")
print(next(g))

我們可以看到輸出的打印日志:

  • test函數帶有yield關鍵字,說明它是一個生成器,不會進行執行
  • 當test函數遇到next()方法時,開始執行test函數內部步驟
  • 直到程序遇到yield關鍵字時,程序會中止
  • 直到下一次的next()方法喚醒,執行yield後續步驟,print()方法。這時候,res沒有被賦值。
  • 再次進入循環while內部步驟,同理遇到yield關鍵字中止循環

當我們需要對生成器裡的元素進行賦值時,我們可以調用.send()方法:

因此,帶yield的函數具體內部執行操作為:

  • yield 方法:相當於Return作用,程序遇到yield則直接中止後續步驟
  • 當再次調用生成器時,next()方法會喚醒,並繼續執行yield後續步驟
  • 還可以調用send()方法,可以喚醒,並傳入一個值,繼續執行yield後續步驟

生成器是可迭代的,每一次隻可讀一次。因此常常與for循環一起組合使用。

3. yield 常見用法

我們通常可以使用帶有yield的函數來創建生成器來替代包含大量數據的序列。

import sys
def test(n):
    print("start")
    while n > 0:
        yield n
        n-=1
    print("end")
a = [x for x in range(1000)]
b= test(1000)
print("a內存大小:",sys.getsizeof(a))
print("b內存大小:",sys.getsizeof(b))

總結

本期,我們主要對生成器及關鍵字yield的相關細節點進行學習。生成器是迭代器的一中,隻用來迭代操作。生成器內部主要是調用next()方法或send()方法來訪問下一個迭代器對象。我們可以定義帶有yield關鍵字的函數來實現生成器,yield相當於return作用,但是可以支持傳參。

到此這篇關於Python 生成器yield原理及用法的文章就介紹到這瞭,更多相關Python 生成器yield內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet!

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