生成器
一、yield关键字
yield的英文单词意思是生产，在函数中但凡出现yield关键字，再调用函数，就不会继续执行函数体代码，而是会返回一个值。
def func():
print(1)
yield
print(2)
yield
g = func()
print(g)
<generator object func at 0x10ddb6b48>
生成器的本质就是迭代器，同时也并不仅仅是迭代器，不过迭代器之外的用途实在是不多，所以我们可以大声地说：生成器提供了非常方便的自定义迭代器的途径。并且从Python 2.5+开始，[PEP 342：通过增强生成器实现协同程序]的实现为生成器加入了更多的特性，这意味着生成器还可以完成更多的工作。这部分我们会在稍后的部分介绍。
def func():
print('from func 1')
yield 'a'
print('from func 2')
yield 'b'
g = func()
print(F"g.__iter__ == g: {g.__iter__() == g}")
res1 = g.__next__()
print(f"res1: {res1}")
res2 = next(g)
print(f"res2: {res2}")
# next(g) # StopIteration
g.__iter__ == g: True
from func 1
res1: a
from func 2
res2: b
def func():
print('from func 1')
yield 'a'
print('from func 2')
yield 'b'
g = func()
for i in g:
print(i)
print(f"list(func()): {list(func())}")
from func 1
a
from func 2
b
from func 1
from func 2
list(func()): ['a', 'b']
1.1 yield+return??
既然生成器函数也是函数，那么它可以使用return输出返回值吗？
亲，既然你都选择自定义一个函数作为生成器，你还return干啥？如果这是在Python2中，Python解释器会赠送给你一个异常，但是在Python3中，他也不管你这种傻瓜行为了。
def i_wanna_return():
yield 'a'
yield 'b'
return None
yield 'c'
for i in i_wanna_return():
print(i)
a
b
1.2 迭代器套迭代器
如果我需要在生成器的迭代过程中接入另一个生成器的迭代怎么办？写成下面这样好傻好天真。并且你这样做的意图是什么？？？
def sub_generator():
yield 1
yield 2
for i in range(3):
yield i
for i in sub_generator():
print(i)
1
2
0
1
2
def sub_generator():
yield 1
yield 2
yield from range(3)
for i in sub_generator():
print(i)
1
2
0
1
2
二、协同程序
协同程序（协程）一般来说是指这样的函数：
- 彼此间有不同的局部变量、指令指针，但仍共享全局变量；
- 可以方便地挂起、恢复，并且有多个入口点和出口点；
- 多个协同程序间表现为协作运行，如A的运行过程中需要B的结果才能继续执行。
协程的特点决定了同一时刻只能有一个协同程序正在运行（忽略多线程的情况）。得益于此，协程间可以直接传递对象而不需要考虑资源锁、或是直接唤醒其他协程而不需要主动休眠，就像是内置了锁的线程。在符合协程特点的应用场景，使用协程无疑比使用线程要更方便。
从另一方面说，协程无法并发其实也将它的应用场景限制在了一个很狭窄的范围，这个特点使得协程更多的被拿来与常规函数进行比较，而不是与线程。当然，线程比协程复杂许多，功能也更强大，所以我建议大家牢牢地掌握线程即可，是不是听了一脸懵逼，那么就别管他了，因为并发编程你会重新学习他。因此这一节里我也就不列举关于协程的例子了，以下介绍的方法了解即可。
由于Python2.5+对生成器的增强实现了协程的其他特点，在这个版本中，生成器加入了如下方法：
2.1 send(value):
send是除next外另一个恢复生成器的方法。Python2.5+中，yield语句变成了yield表达式，这意味着yield现在可以有一个值，而这个值就是在生成器的send方法被调用从而恢复执行时，调用send方法的参数。
def h():
print('--start--')
first = yield 5 # 等待接收 Fighting! 值
print('1', first)
second = yield 12 # 等待接收 hahaha! 值
print('2', second)
yield 13
print('--end--')
g = h()
first = next(g) # m 获取了yield 5 的参数值 5
# (yield 5)表达式被赋予了'Fighting!', d 获取了yield 12 的参数值12
second = g.send('Fighting!')
third = g.send('hahaha!') # (yield 12)表达式被赋予了'hahaha!'
print(f'--over--')
print(f"first:{first}, second:{second}, third:{third}")
--start--
1 Fighting!
2 hahaha!
--over--
first:5, second:12, third:13
调用send传入非None值前，生成器必须处于挂起状态，否则将抛出异常。不过，未启动的生成器仍可以使用None作为参数调用send。
如果使用next恢复生成器，yield表达式的值将是None。
2.2 close()
这个方法用于关闭生成器。对关闭的生成器后再次调用next或send将抛出StopIteration异常。
def repeater():
n = 0
while True:
n = (yield n)
r = repeater()
r.close()
print(next(r)) # StopIteration
2.3 throw(type, value=None, traceback=None)
中断Generator是一个非常灵活的技巧，可以通过throw抛出一个GeneratorExit异常来终止Generator。Close()方法作用是一样的，其实内部它是调用了throw(GeneratorExit)的。我们看close的源代码：
def close(self):
try:
self.throw(GeneratorExit)
except (GeneratorExit, StopIteration):
pass
else:
raise RuntimeError("generator ignored GeneratorExit") # Other exceptions are not caught
三、自定义range()方法
def my_range(start, stop, step=1):
while start < stop:
yield start
start += 1
g = my_range(0, 3)
print(f"list(g): {list(g)}")
list(g): [0, 1, 2]
四、总结
yield:
提供一种自定义迭代器的方式
yield可以暂停住函数，并提供当前的返回值
yield和return:
相同点：两者都是在函数内部使用，都可以返回值，并且返回值没有类型和个数的限制
不同点：return只能返回一次之；yield可以返回多次值
五、生成器表达式
把列表推导式的[]换成()就是生成器表达式
优点：省内存，一次只产生一个值在内存中
t = (i for i in range(10))
print(t)
print(f"next(t): {next(t)}")
<generator object <genexpr> at 0x1101c4888>
next(t): 0
5.1 生成器表达式和列表推导式
列表推导式相当于直接给你一筐蛋，而生成器表达式相当于给你一只老母鸡。
# 生成器表达式
with open('52.txt', 'r', encoding='utf8') as f:
nums = [len(line) for line in f]
print(max(nums))
1
# 列表推导式
with open('52.txt','r',encoding='utf8') as f:
nums = (len(line) for line in f)
print(max(nums)) # ValueError: I/O operation on closed file.
六、自定义range方法（复杂版本）
def range(*args, **kwargs):
if not kwargs:
if len(args) == 1:
count = 0
while count < args[0]:
yield count
count += 1
if len(args) == 2:
start, stop = args
while start < stop:
yield start
start += 1
if len(args) == 3:
start, stop, step = args
while start < stop:
yield start
start += step
else:
step = 1
if len(args) == 1:
start = args[0]
if len(args) == 2:
start, stop = args
for k, v in kwargs.items():
if k not in ['start', 'step', 'stop']:
raise ('参数名错误')
if k == 'start':
start = v
elif k == 'stop':
stop = v
elif k == 'step':
step = v
while start < stop:
yield start
start += step
for i in range(3):
print(i)
print('*' * 50)
for i in range(99, 101):
print(i)
print('*' * 50)
for i in range(1, 10, 3):
print(i)
print('*' * 50)
for i in range(1, step=2, stop=5):
print(i)
print('*' * 50)
for i in range(1, 10, step=2):
print(i)