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  • Python3 与 C# 扩展之~基础衍生

     

    本文适应人群:C# or Python3 基础巩固

    代码裤子: https://github.com/lotapp/BaseCode

    在线编程: https://mybinder.org/v2/gh/lotapp/BaseCode/master

    在线预览:http://github.lesschina.com/python/base/ext/基础衍生.html

    马上快期末考试了,老师蜜月也回来了,于是有了一场跨季度的复习讲课了:

    1.Python基础语法扩展

    1.1.if 判断条件相关

    None、""、0、[]、{} ==> 假

    1、" "、[None,""]、{"":None} ==> 真

    小明可高兴了,前几天被打击的面目全非,这几天老师回来了,又可以大发神威了,于是抢先提交demo:

    In [1]:
    # None
    if None:
        print(True)
    else:
        print(False)
    
     
    False
    
    In [2]:
    # 0为False
    if 0:
        print(True)
    else:
        print(False)
    
     
    False
    
    In [3]:
    # 空字符串
    if "":
        print(True)
    else:
        print(False)
    
     
    False
    
    In [4]:
    # 空列表为False
    if []:
        print(True)
    else:
        print(False)
    
     
    False
    
    In [5]:
    # 空字典为False
    if {}:
        print(True)
    else:
        print(False)
    
     
    False
    
    In [6]:
    # 1为True
    if 1:
        print(True)
    else:
        print(False)
    
     
    True
    
    In [7]:
    # 含空格
    if " ":
        print(True)
    else:
        print(False)
    
     
    True
    
    In [8]:
    if [None,""]:
        print(True)
    else:
        print(False)
    
     
    True
    
    In [9]:
    if {"":None}:
        print(True)
    else:
        print(False)
    
     
    True
    
     

    老师微带笑容的看了小明一眼,然后接着讲if的扩展

    1.2.三元表达符

    eg:max = a if a > b else b

    In [10]:
    a, b = 1, 2
    
    max = a if a > b else b
    
    print(max)
    
     
    2
    
    In [11]:
    a, b, c = 1, 3, 2
    
    max = a if a > b else b
    max = max if max > c else c
    
    print(max)
    
     
    3
    
    In [12]:
    # 上面的那个还有一种简写(不推荐)
    a, b, c = 1, 3, 2
    
    max = (a if a > b else b) if (a if a > b else b) > c else c
    
    print(max)
    
     
    3
    
     

    1.2.字符串和编码

    Python3.x版本中,字符串是以Unicode编码的

    对于单个字符的编码,Python提供了ord()函数获取字符的整数表示,chr()函数把编码转换为对应的字符

    小潘对这块有所研究,把小明按在桌上然后抢先提交demo:

    In [13]:
    ord('D')
    
    Out[13]:
    68
    In [14]:
    ord('毒')
    
    Out[14]:
    27602
    In [15]:
    chr(68)
    
    Out[15]:
    'D'
    In [16]:
    chr(27602)
    
    Out[16]:
    '毒'
    In [17]:
    print(ord('A'))
    print(ord('Z'))
    
    print(ord('a'))
    print(ord('z'))
    
     
    65
    90
    97
    122
    
     

    老师补充讲解道:

    编码:encode() 解码:decode()

    url相关的可以用:

    urllib.parse.quote() and urllib.parse.unquote()

    urllib.parse.urlencode() 可以直接对一个key-value进行url编码

    In [18]:
    # encode() and decode()
    name="毒逆天"
    
    name_encode=name.encode("utf-8")
    
    print(name_encode)
    
    print(name_encode.decode("utf-8"))
    
     
    b'xe6xafx92xe9x80x86xe5xa4xa9'
    毒逆天
    
    In [19]:
    # 需要导入urlib.parse
    
    import urllib.parse
    
    In [20]:
    test_str="淡定"
    
    # 对字符串进行url编码和解码
    test_str_enode = urllib.parse.quote(test_str)
    
    print(test_str_enode)
    
    # urllib.parse.quote() 解码
    print(urllib.parse.unquote(test_str_enode))
    
     
    %E6%B7%A1%E5%AE%9A
    淡定
    
    In [21]:
    # urlencode 可以直接对一个key-value进行编码
    
    test_dict={"name":"毒逆天","age":23}
    
    encode_str = urllib.parse.urlencode(test_dict)
    
    print(encode_str)
    print(urllib.parse.unquote(encode_str))
    
     
    name=%E6%AF%92%E9%80%86%E5%A4%A9&age=23
    name=毒逆天&age=23
    
     

    1.3.值判断和地址判断

    小明不乐意了,你个小潘总是抢我的风头,看完标题就刷刷的在黑板上写下了如下知识点:

    is 是比较两个引用是否指向了同一个对象id()得到的地址一样则相同)

    == 是比较两个对象的值是否相等

    在之前讲Dict的时候提了一下可变和不可变类型:https://www.cnblogs.com/dotnetcrazy/p/9155310.html#5.2.增加和修改

    Func里面又系统的说了一下:https://www.cnblogs.com/dotnetcrazy/p/9175950.html#4.5.可变类型和不可变类型

    对于可变不可变系列就不去复述了,下面再来几个案例看看 值判断地址判断的概念

    In [22]:
    ################ 可变类型 ################ 
    
    In [23]:
    a=[1,2,3]
    b=[1,2,3]
    
    # id不一样,那is肯定不一样了
    print(id(a))
    print(id(b))
    
     
    139727165899464
    139727165725256
    
    In [24]:
    # a和b是否指向同一个地址
    a is b
    
    Out[24]:
    False
    In [25]:
    # a和b的值是否相同
    a == b
    
    Out[25]:
    True
    In [26]:
    ################ 开始变化了 ################ 
    
    In [27]:
    # 让a指向b的地址
    a=b
    
    # a和b的id一样了
    print(id(a))
    print(id(b))
    
     
    139727165725256
    139727165725256
    
    In [28]:
    # a和b是否指向同一个地址
    a is b
    
    Out[28]:
    True
    In [29]:
    # a和b的值是否相同
    a == b
    
    Out[29]:
    True
    In [30]:
    ################ 不可变类型 ################ 
    
    In [31]:
    a=1
    b=1
    
    # id一样
    print(id(a))
    print(id(b))
    
     
    94592578394656
    94592578394656
    
    In [32]:
    a is b
    
    Out[32]:
    True
    In [33]:
    a == b
    
    Out[33]:
    True
    In [34]:
    # 但是你要注意,不是所有不可变类型都这样的
    
    f1=1.2
    f2=1.2
    
    # 声明两个相同值的浮点型变量,查看它们的id,发现它们并不是指向同个内存地址(这点和int类型不同)
    print(id(f1))
    print(id(f2))
    
     
    139727217917024
    139727217917096
    
    In [35]:
    # 这个就不一样了
    # 这方面涉及Python内存管理机制,Python对int类型和较短的字符串进行了缓存
    # 无论声明多少个值相同的变量,实际上都指向同个内存地址,其他的就没这福利咯~
    
    f1 is f2
    
    Out[35]:
    False
    In [36]:
    f1 == f2
    
    Out[36]:
    True
     

    2.Python总结之for系列

    老师徐徐道来:“之前说for总是零零散散的,现在基础都讲完了,来个小汇总:”

    2.1.Base

    能够被for循环遍历的,就是可迭代的

    For基础系:https://www.cnblogs.com/dotnetcrazy/p/9102030.html#9.1.Python

    In [37]:
    # 类似于for(int i=0;i<5;i++)
    
    for i in range(5):
        print(i)
    
     
    0
    1
    2
    3
    4
    
    In [38]:
    #while循环一般通过数值是否满足来确定循环的条件
    #for循环一般是对能保存多个数据的变量,进行遍历
    
    name="https://pan.baidu.com/s/1weaF2DGsgDzAcniRzNqfyQ#mmd"
    
    for i in name:
        if i=='#':
            break
        print(i,end='')#另一种写法:print("%s"%i,end="")
    print('
     end ...')
    
     
    https://pan.baidu.com/s/1weaF2DGsgDzAcniRzNqfyQ
     end ...
    
    In [39]:
    # 你期望的结果是:i = 5
    
    for i in range(10):
        if i == 5:
            print("i = %d" % i)
    else:
        print("没有找到")
    
     
    i = 5
    没有找到
    
    In [40]:
    # 当迭代的对象迭代完并为空时,位于else的子句将执行
    # 而如果在for循环中含有break时则直接终止循环,并不会执行else子句
    # 正确写法如下:
    
    for i in range(10):
        if i == 5:
            print("i = %d" % i)
            break
    else:
        print("没有找到")
    
     
    i = 5
    
    In [41]:
    # 遍历一个字典
    
    test_dict={"Name":"小明","Age":23}
    
    for k,v in test_dict.items():
        print("key:%s,value:%s"%(k,v))
    
     
    key:Name,value:小明
    key:Age,value:23
    
     

    2.2.列表生成式

    如果下面知识点还不熟悉的,看看之前讲的~列表生成式:https://www.cnblogs.com/dotnetcrazy/p/9155310.html#1.9.列表生成式

    简写list(range(1, 11)) 全写[x for x in range(1,11)]

    In [42]:
    list(range(1, 11))
    
    Out[42]:
    [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
    In [43]:
    [x for x in range(1,11)]
    
    Out[43]:
    [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
    In [44]:
    # 1~10的平方列表
    [x*x for x in range(1,11)]
    
    Out[44]:
    [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
    In [45]:
    # 1~10之间的偶数
    [x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
    
    Out[45]:
    [2, 4, 6, 8, 10]
    In [46]:
    # 数学里面的全排列
    [x + y for x in 'ABC' for y in 'AB']
    
    Out[46]:
    ['AA', 'AB', 'BA', 'BB', 'CA', 'CB']
    In [47]:
    # 数学里面的坐标轴
    [(x,y) for x in range(1,5) for y in range(1,4)]
    
    Out[47]:
    [(1, 1),
     (1, 2),
     (1, 3),
     (2, 1),
     (2, 2),
     (2, 3),
     (3, 1),
     (3, 2),
     (3, 3),
     (4, 1),
     (4, 2),
     (4, 3)]
    In [48]:
    # (x,y,z) 一般三个嵌套就上天了
    [(x,y,z) for x in range(1,5) for y in range(1,4) for z in range(1,3)]
    
    Out[48]:
    [(1, 1, 1),
     (1, 1, 2),
     (1, 2, 1),
     (1, 2, 2),
     (1, 3, 1),
     (1, 3, 2),
     (2, 1, 1),
     (2, 1, 2),
     (2, 2, 1),
     (2, 2, 2),
     (2, 3, 1),
     (2, 3, 2),
     (3, 1, 1),
     (3, 1, 2),
     (3, 2, 1),
     (3, 2, 2),
     (3, 3, 1),
     (3, 3, 2),
     (4, 1, 1),
     (4, 1, 2),
     (4, 2, 1),
     (4, 2, 2),
     (4, 3, 1),
     (4, 3, 2)]
     

    2.3.扩展

    如果要对list实现类似C#或者java那样的下标循环怎么办?

    这块小明又有预习,于是在提交Code的同时大声说道:

    Python内置的enumerate函数可以把一个list变成索引-元素对,这样就可以在for循环中同时迭代索引和元素本身

    In [49]:
    for i, item in enumerate(['A', 'B', 'C']):
        print(i, item)
    
     
    0 A
    1 B
    2 C
    
     

    3.Python中赋值、浅拷贝、深拷贝

    看到标题小明和小潘就楞了,老师当时没讲解啊,然后两个人眼巴巴的看着老师讲解:

    官方文档:https://docs.python.org/3/library/copy.html

    3.1.赋值

    通过=来实现,就是把地址拷贝了一份,比如 a = b

    In [50]:
    a=[1,2,2]
    b = a
    
    print(id(a))
    print(id(b))
    
     
    139727165518536
    139727165518536
    
    In [51]:
    # 再验证
    
    a.append(3)
    
    # 都增加了一个3,说明的确指向同一个内存地址
    print(a)
    print(b)
    
     
    [1, 2, 2, 3]
    [1, 2, 2, 3]
    
     

    3.2.深拷贝deepcopy

    导入copy模块,调用deepcopy方法

    如果有嵌套引用的情况,直接递归拷贝

    In [52]:
    import copy
    
    a=[1,2,2]
    
    In [53]:
    b=copy.deepcopy(a)
    
    # 指向了不同的内存地址
    print(id(a))
    print(id(b))
    
     
    139727165899080
    139727165900488
    
    In [54]:
    # 再验证一下
    
    a.append(3)
    
    # b不变,说明的确指向不同的内存地址
    print(a)
    print(b)
    
     
    [1, 2, 2, 3]
    [1, 2, 2]
    
    In [55]:
    ################ 开始变化了 ################ 
    
    In [56]:
    # 之前讲了嵌套列表,我们来验证一下
    
    a=[1,2,2]
    b=[1,2,3,a]
    
    c=copy.deepcopy(b)
    
    # 发现地址都不一样
    print(id(b))
    print(id(c))
    print(id(b[3]))
    print(id(c[3]))
    
     
    139727166586248
    139727165899080
    139727165725256
    139727165899464
    
    In [57]:
    # 直观的验证一下
    
    a.append(666)
    
    # 深拷贝的确是深拷贝
    print(b)
    print(c)
    
     
    [1, 2, 3, [1, 2, 2, 666]]
    [1, 2, 3, [1, 2, 2]]
    
     

    3.3.浅拷贝copy

    copy只是简单拷贝,如果拷贝内容里面还有引用之类的,他是不管的

    In [58]:
    import copy
    
    a=[1,2,2]
    
    In [59]:
    b=copy.copy(a)
    
    # 指向了不同的内存地址
    print(id(a))
    print(id(b))
    
     
    139727165902088
    139727165850952
    
    In [60]:
    ################ 开始变化了 ################ 
    
    In [61]:
    # 之前讲了嵌套列表,我们来验证一下
    
    a=[1,2,2]
    b=[1,2,3,a]
    
    c=copy.copy(b)
    
    # 第一层地址不一样
    print(id(b))
    print(id(c))
    
     
    139727165519432
    139727165902088
    
    In [62]:
    # 验证一下
    b.append(111)
    
    # 第一层指向的不同地址
    print(b)
    print(c)
    
     
    [1, 2, 3, [1, 2, 2], 111]
    [1, 2, 3, [1, 2, 2]]
    
    In [63]:
    # 如果里面还有引用,那么就不管了
    print(id(b[3]))
    print(id(c[3]))
    
     
    139727165725576
    139727165725576
    
    In [64]:
    # 验证一下
    a.append(666)
    
    # 内部引用的确没copy新地址
    print(b)
    print(c)
    
     
    [1, 2, 3, [1, 2, 2, 666], 111]
    [1, 2, 3, [1, 2, 2, 666]]
    
     

    3.4.知识扩展

    如果拷贝的对象是不可变类型,不管深拷贝和浅拷贝以及赋值都是地址引用。但当拷贝的不可变对象含有引用类型时,只有深拷贝(deepcopy)会递归复制

    需要注意的是:Python和Net对于值类型处理是不一样的(管理方式不一样导致的)

    ==>NET中值类型默认是深拷贝的,而对于引用类型,默认实现的是浅拷贝

    In [65]:
    a=(1,2,2)
    b=a
    
    print(id(a))
    print(id(b))
    
     
    139727165526520
    139727165526520
    
    In [66]:
    a=(1,2,2)
    b=copy.deepcopy(a)
    
    print(id(a))
    print(id(b))
    
     
    139727165846872
    139727165846872
    
    In [67]:
    a=(1,2,2)
    b=copy.copy(a)
    
    print(id(a))
    print(id(b))
    
     
    139727165526520
    139727165526520
    
     

    扩:当拷贝的不可变对象含有引用类型时:赋值和浅拷贝不会copy,而深拷贝(deepcopy)会递归复制 深拷贝.png

    PS:我们常用的切片相当于浅拷贝copy.copy()切片.png

    4.CSharp中赋值、浅拷贝、深拷贝

    小明听懂了Python的深拷贝和浅拷贝后,本着学以致用的原则,写下了C#的实现:

    先声明一下,本机环境是Ubuntu + NetCore,欢迎贴Code补充

    4.1.赋值

    Code:https://github.com/lotapp/BaseCode/tree/master/netcore/3_Ext/deepcopy

    赋值方法和Python一样,直接赋值即可

    var list1 = new List<int>() { 1, 2, 2 };
    var list2 = list1;
    
    In [68]:
    %%script csharp
    
    // Python一样,直接赋值即可
    var list1 = new List<int>() { 1, 2, 2 };
    var list2 = list1;
    
    // 验证一下
    list1.Add(3);//我们修改一下list1,list2也就跟着就改变了
    
    foreach (var item in list1)
    {
        Console.Write(item + " ");
    }
    Console.WriteLine();
    foreach (var item in list2)
    {
        Console.Write(item + " ");
    }
    
     
    1 2 2 3 
    1 2 2 3 
     

    4.2值类型默认深拷贝

    NetCore深拷贝相关的官方文档 public void CopyTo (T[] array);

    简单类型用最简单的方式就能实现深拷贝了:

    官方的CopyTo在这里和这个效果一样,但是比较麻烦,这边就不贴了(Code里面贴了)

    var list3 = new List<int>() { 1, 2, 2 };
    var list4 = new List<int>(list3);
    
    // 验证一下
    list3.Add(3);
    foreach (var item in list3)
    {
        Console.Write(item + " ");
    }
    Console.WriteLine();
    foreach (var item in list4)
    {
        Console.Write(item + " ");
    }
    

    结果:

    1 2 2 3 
    1 2 2

    4.3.引用类型默认浅拷贝

    对于List<T>再复杂点的,上面的方式就变成浅拷贝了:(类似于Python的Copy.Copy)

    官方的CopyTo在这里和这个效果一样,但是比较麻烦,这边就不贴了(Demo里面贴了)

    定义一个Student

    public partial class Student
    {
        public string Name { get; set; }
        public int Age { get; set; }
    
        public override string ToString()
        {
            return $"Name:{Name},Age:{Age}";
        }
    }
    

    浅拷贝Demo:

    var list5 = new List<Student>(){
        new Student { Name = "小张", Age = 22 },
        new Student { Name = "小明", Age = 23 }
        };
    var p = new Student() { Name = "小潘", Age = 23 };
    list5.Add(p);
    
    // 浅拷贝一份
    var list6 = new List<Student>(list5);
    
    // 浅拷贝测试
    // 我们修改一下list5,list6没有跟着改变,说明第一层的地址的确不一样
    list5.Add(new Student() { Name = "小胖", Age = 24 });
    // 当我们修改小潘同学的年龄时,大家都变了,说明真的只是浅拷贝
    p.Age = 24;
    
    foreach (var item in list5)
    {
        Console.WriteLine(item);
    }
    Console.WriteLine("=============");
    foreach (var item in list6)
    {
        Console.WriteLine(item);
    }
    

    结果:

    Name:小张,Age:22
    Name:小明,Age:23
    Name:小潘,Age:24
    Name:小胖,Age:24
    =============
    Name:小张,Age:22
    Name:小明,Age:23
    Name:小潘,Age:24
     

    4.4.简单方式实现深拷贝

    对于List<T>的深拷贝场景,其实项目中还是蛮常见的,那深拷贝怎么搞呢?

    先来一个简单的实现方式,需要T实现ICloneable接口才行:

    定义一个Person类

    public partial class Person : ICloneable
    {
        public string Name { get; set; }
        public int Age { get; set; }
    
        //实现ICloneable的Clone方法
        public object Clone()
        {
            return base.MemberwiseClone();//调用父类方法即可
        }
    
        public override string ToString()
        {
            return $"Name:{Name},Age:{Age}";
        }
    }
    

    List<T>定义一个扩展方法:(温馨提醒:扩展方法所在的类必须是static Class哦)

    public static partial class ListExt
    {
        // 只要T实现了ICloneable接口就可以了
        public static IEnumerable<T> DeepCopy<T>(this IEnumerable<T> list) where T : ICloneable
        {
            return list.Select(item => (T)item.Clone()).ToList();
        }
    }
    

    来个调用加验证:

    #region 引用类型深拷贝-简单实现方式
    
    var oldList = new List<Person>(){
        new Person(){Name="小明",Age=23},
        new Person(){Name="小张",Age=22},
    };
    var xiaoPan = new Person() { Name = "小潘", Age = 23 };
    oldList.Add(xiaoPan);
    
    var newList = oldList.DeepCopy();
    
    //测试
    oldList.Add(new Person() { Name = "小胖", Age = 23 });
    xiaoPan.Age = 24;
    
    foreach (var item in oldList)
    {
        Console.WriteLine(item);
    }
    Console.WriteLine("========");
    foreach (var item in newList)
    {
        Console.WriteLine(item);
    }
    
    #endregion
    

    结果:

    Name:小明,Age:23
    Name:小张,Age:22
    Name:小潘,Age:24
    Name:小胖,Age:23
    ========
    Name:小明,Age:23
    Name:小张,Age:22
    Name:小潘,Age:23
     

    4.5.序列化方式实现深拷贝(常用)

    利用System.Runtime.Serialization序列化与反序列化实现深拷贝

    先定义一个Teacher类(别忘记加 Serializable 的标签)

    [Serializable]
    public partial class Teacher
    {
        public string Name { get; set; }
        public int Age { get; set; }
    
        public override string ToString()
        {
            return $"Name:{Name},Age:{Age}";
        }
    }
    

    添加一个扩展方法:

    public static partial class ListExt
    {
        // 利用System.Runtime.Serialization序列化与反序列化实现深拷贝
        public static T DeepCopy2<T>(this T obj)
        {
            using (var stream = new MemoryStream())
            {
                var formatter = new BinaryFormatter();
                formatter.Serialize(stream, obj);
                stream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
                return (T)formatter.Deserialize(stream);
            }
        }
    }
    

    调用:

    #region 引用类型深拷贝-序列化实现
    
    var oldTestList = new List<Teacher>(){
        new Teacher(){Name="小明",Age=23},
        new Teacher(){Name="小张",Age=22},
    };
    var s = new Teacher() { Name = "小潘", Age = 23 };
    oldTestList.Add(s);
    
    var newTestList = oldTestList.DeepCopy2();
    
    //测试
    oldTestList.Add(new Teacher() { Name = "小胖", Age = 23 });
    s.Age = 24;
    
    foreach (var item in oldTestList)
    {
        Console.WriteLine(item);
    }
    Console.WriteLine("========");
    foreach (var item in newTestList)
    {
        Console.WriteLine(item);
    }
    
    #endregion
    

    结果:

    Name:小明,Age:23
    Name:小张,Age:22
    Name:小潘,Age:24
    Name:小胖,Age:23
    ========
    Name:小明,Age:23
    Name:小张,Age:22
    Name:小潘,Age:23

    因为主要是说Python,Net只是简单提一下,这边就先到这里了

    不尽兴可以看看这篇文章,讲得还是挺全面的

    我们接着来对比学习~

     

    5.Python生成器

    一看到标题小明又懵圈了,但是看到大家好像都知道的样子心想道:“我是不是又睡过一节课啊?”

    之前有讲列表生成式,这边说说生成器

    通过列表生成式,我们可以简单并直接的创建一个列表,但是当数据有一定的规律而且又很大的时候,使用列表就有点浪费资源了

    如果列表元素可以按照某种算法推算出来,这样就不必创建完整的list,从而节省大量的资源

    5.1.简单方式

    在Python中,这种一边循环一边计算的机制,称为生成器:generator

    先看一个简单的生成器案例:(只要把一个列表生成式的[]改成() ,就创建了一个generator了)

    In [69]:
    # 列表生成式
    [x for x in range(10)]
    
    Out[69]:
    [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
    In [70]:
    # 生成器写法(Python2.x系列是用xrange)
    (x for x in range(10))
    
    Out[70]:
    <generator object <genexpr> at 0x7f14c413cb48>
     

    遍历方式可以用之前的for循环来遍历(推荐)

    也可以用next()或者__next__()方法来遍历。【C#是用MoveNext

    generator保存的是算法,每次调用next(xxx)或者__next__(),就计算出下一个元素的值,直到计算到最后一个元素

    当没有更多的元素时,抛出StopIteration的异常

    最新的Python3.7在这方面有所优化:https://www.python.org/dev/peps/pep-0479

    In [71]:
    g=(x for x in range(10))
    
    # for来遍历(推荐)
    for i in g:
        print(i)
    
     
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    
    In [72]:
    g=(x for x in range(10))
    
    print(next(g))
    print(next(g))
    print(next(g))
    print(next(g))
    print(next(g))
    print(g.__next__()) #通过__next__也一样取下一个
    print(next(g))
    print(next(g))
    print(next(g))
    print(next(g))
    print(next(g))
    print(next(g))
    
     
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    
     
    ---------------------------------------------------------------------------
    StopIteration                             Traceback (most recent call last)
    <ipython-input-72-9897a9148994> in <module>()
         11 print(next(g))
         12 print(next(g))
    ---> 13print(next(g))
         14 print(next(g))
    
    StopIteration: 
     

    5.2.yield方式

    如果推算的算法比较复杂,用类似列表生成式的for循环无法实现时,还可以用函数来实现

    这时候就需要用到yield了,像最经典的斐波拉契数列,这次用一波生成器来对比实现下:

    In [73]:
    # 递归方式:求第30个数是多少
    
    # 1、1、2、3、5、8、13、21、34...
    def fib(n):
        if n == 1 or n == 2:
            return 1
        else:
            return fib(n - 1) + fib(n - 2)
    
    fib(30)
    
    Out[73]:
    832040
    In [74]:
    # 在讲yield方式之前先用循环实现一下
    
    def fibona(max):
        n, a, b = 0, 0, 1
        while n < max:
            print(b)
            a, b = b, a + b
            n = n + 1
    
    fibona(30)
    
     
    1
    1
    2
    3
    5
    8
    13
    21
    34
    55
    89
    144
    233
    377
    610
    987
    1597
    2584
    4181
    6765
    10946
    17711
    28657
    46368
    75025
    121393
    196418
    317811
    514229
    832040
    
    In [75]:
    # for循环实现
    
    def fibona(n):
        a, b = 0, 1
        # [0,n)
        for i in range(n):
            print(b)
            a, b = b, a + b
    
    fibona(30)
    
     
    1
    1
    2
    3
    5
    8
    13
    21
    34
    55
    89
    144
    233
    377
    610
    987
    1597
    2584
    4181
    6765
    10946
    17711
    28657
    46368
    75025
    121393
    196418
    317811
    514229
    832040
    
     

    a, b = b, a + b 之前交换两数的时候提过

    这个相当于==>

    temp_tuple = (b, a + b)
    a = temp_tuple[0]
    b = temp_tuple[1]
    

    要把fibona函数变成generator,只需要把print(b)改为yield b就可以了:

    generator在执行过程中,遇到yield就中断,下次又继续执行到yield停下了,一直到最后

    生成器的特点:

    1. 节约内存
    2. 迭代到下一次的调用时,所使用的参数都是第一次所保留下的(所有函数调用的参数都是第一次所调用时保留的,而不是新创建的)
    In [76]:
    # 改成生成器比较简单,直接换输出为yield
    
    def fibona(n):
        a, b = 0, 1
        # [0,n)
        for i in range(n):
            yield b
            a, b = b, a + b
    
    In [77]:
    # 看看是不是生成器
    g = fibona(30)
    
    g
    
    Out[77]:
    <generator object fibona at 0x7f14c40efd58>
    In [78]:
    # 遍历输出(基本上都会用for来遍历)
    for i in g:
        print(i)
    
     
    1
    1
    2
    3
    5
    8
    13
    21
    34
    55
    89
    144
    233
    377
    610
    987
    1597
    2584
    4181
    6765
    10946
    17711
    28657
    46368
    75025
    121393
    196418
    317811
    514229
    832040
    
     

    对于函数改成的generator来说,遇到return语句或者执行到函数体最后一行语句,就是结束generator的循环的时候

    小明总结如下:

    1. 在Python中,这种一边循环一边计算的机制称为生成器:generator

    2. 每一个生成器都是一个迭代器(迭代器不一定是生成器)

    3. 如果一个函数包含yield关键字,这个函数就会变为一个生成器

    4. 生成器并不会一次返回所有结果,而是每次遇到yield关键字后返回相应结果,并保留函数当前的运行状态,等待下一次的调用

    5. 由于生成器也是一个迭代器,那么它就支持next用方法来获取下一个值(我们平时用for来遍历它)

    推荐一篇文章,总结的很全了:(yield用法总结

    5.3.扩展之~send(msg)方法:

    其实__next__()send()在一定意义上作用是相似的,区别是send()可以传递yield表达式的值进去

    __next__()不 能传递特定的值。我们可以看做x.__next__()x.send(None) 作用是一样的

    In [79]:
    # 来个案例:
    def test_send(n):
        for i in range(n):
            tmp = yield i
            print(tmp)
    
    
    g = test_send(5)
    
    g
    
    Out[79]:
    <generator object test_send at 0x7f14c40efdb0>
    In [80]:
    # 定义一个列表
    test_list = []
    
    # 把第一次yield的值放在列表中
    test_list.append(g.__next__())
    
    # 把list传给tmp并打印(可以理解为把表达式右边的 yield i 暂时换成了 test_list)
    # out的内容是yield返回的值
    g.send(test_list)
    
     
    [0]
    
    Out[80]:
    1
    In [81]:
    # 以防你们看不懂,来个简单案例
    # 你传啥print(tmp)就给你打印啥
    g.send("你好啊")
    
     
    你好啊
    
    Out[81]:
    2
     

    注意一种情况,generator刚启动的时候,要么不传,要么只能传None

    解决:要么一开始send(None)要么一开始先调用一下__next()__ or next()

    In [82]:
    # 注意一种情况,generator刚启动的时候,要么不传,要么只能传None
    def test_send(n):
        for i in range(n):
            tmp = yield i
            print(tmp)
    
    
    g = test_send(5)
    g.send("dog") # TypeError: can't send non-None value to a just-started generator
    
     
    ---------------------------------------------------------------------------
    TypeError                                 Traceback (most recent call last)
    <ipython-input-82-2e891aa5dd81> in <module>()
          7 
          8 g = test_send(5)
    ----> 9g.send("dog") # TypeError: can't send non-None value to a just-started generator
    
    TypeError: can't send non-None value to a just-started generator
    In [83]:
    # 解决:要么一开始send(None)要么一开始先调用一下__next()__ or next()
    def test_send(n):
        for i in range(n):
            tmp = yield i
            print(tmp)
    
    
    g = test_send(5)
    g.send(None)
    
    Out[83]:
    0
    In [84]:
    g.send("dog")
    
     
    dog
    
    Out[84]:
    1
     

    扩:C#在遍历generator的时候也是先调一下MoveNext方法

    while (tmp.MoveNext())
    {
        Console.WriteLine(tmp.Current);
    }
    
     

    5.4.扩展之~returnbreak的说明

    在一个generator函数中,如果没有return则默认执行至函数完毕

    如果在执行过程中return或者break则直接抛出StopIteration终止迭代

    In [85]:
    # break案例
    def test_send(n):
        for i in range(n):
            if i==2:
                break
            yield i
    
    g = test_send(5)
    for i in g:
        print(i)
    
     
    0
    1
    
    In [86]:
    # return案例
    def test_send(n):
        for i in range(n):
            if i==2:
                return "i==2"
            yield i
    
    g = test_send(5)
    for i in g:
        print(i)
    
     
    0
    1
    
     

    for循环调用generator时,发现拿不到generatorreturn语句的返回值

    如果想要拿到返回值,必须捕获StopIteration错误,返回值包含在StopIteration的value

    In [87]:
    # 上面return的返回值怎么拿呢?
    
    g = test_send(5)
    
    while True:
        try:
            tmp = g.__next__()
            print(tmp)
        except StopIteration as ex:
            print(ex.value)
            break # 一定要加break,别忘了你在死循环里呢
    
     
    0
    1
    i==2
    
     

    5.5.扩展之~协程yield实现多任务调度

    这个场景还是很常见的,比如C#的单线程实现多任务用的就可以使用yield

    再比如生产消费这个经典案例:(参考

    生产者生产消息后,直接通过yield跳转到消费者开始执行,待消费者执行完毕后,切换回生产者继续生产

    Python对协程的支持是通过generator实现的

    在generator中,我们不但可以通过for循环来迭代,还可以不断调用__next__()获取由yield语句返回的下一个值。

    因为Python的yield不但可以返回一个值,它还可以接收调用者发出的参数(通过send方法),所以就happy了

    我们举个简单的demo来看看:

    In [88]:
    def consumer():
        while True:
            tmp = yield
            # !None就变成真了
            if not tmp:
                return
            print("消费者:",tmp)
    
    In [89]:
    # 创建消费者
    c = consumer()
    # 启动消费者
    c.send(None)
    # 生产数据,并提交给消费者
    c.send("小明")
    c.send("小潘")
    # 生产结束,通知消费者结束,抛出StopIteration异常
    c.send(None) # 使用c.close()可以避免异常
    
     
    消费者: 小明
    消费者: 小潘
    
     
    ---------------------------------------------------------------------------
    StopIteration                             Traceback (most recent call last)
    <ipython-input-89-bcc0083d4089> in <module>()
          7 c.send("小潘")
          8 # 生产结束,通知消费者结束,抛出StopIteration异常
    ----> 9c.send(None) # 使用c.close()可以避免异常
    
    StopIteration: 
     

    执行流程

    1. 创建协程对象(消费者)后,必须使用send(None)__next__()启动
    2. 协程在执行yield后让出执行绪,等待消息
    3. 调用方发送send(msg)消息,协程恢复执行,将接收到的数据保存并执行后续流程
    4. 再次循环到yield,协程返回前面的处理结果,并再次让出执行绪
    5. 直到关闭或被引发异常

    补全demo:

    In [90]:
    def consumer():
        status = ""
        while True:
            tmp = yield status
            if not tmp:
                print("消费者已经睡觉了...")
                return
            print("消费者:获得商品%s号..." % tmp)
            status = "ok"
    
    
    def produce(c):
        # 启动消费者
        c.send(None)
        for i in range(1, 3):
            print("生产者:出产商品%s号..." % i)
            # 生产商品,并提交给消费者
            status = c.send(i)
            print("生产者:生产者消费状态: %s" % status)
        # c.send(None) 执行这个会引发StopIteration
        c.close()  # 使用close就可以避免了(手动关闭生成器函数,后面的调用会直接返回StopIteration异常)
    
    
    # 创建消费者
    c = consumer()
    produce(c)
    
     
    生产者:出产商品1号...
    消费者:获得商品1号...
    生产者:生产者消费状态: ok
    生产者:出产商品2号...
    消费者:获得商品2号...
    生产者:生产者消费状态: ok
    
    In [91]:
    # 更多可以查看帮助文档
    def test():
        yield
    help(test())
    
     
    Help on generator object:
    
    test = class generator(object)
     |  Methods defined here:
     |  
     |  __del__(...)
     |  
     |  __getattribute__(self, name, /)
     |      Return getattr(self, name).
     |  
     |  __iter__(self, /)
     |      Implement iter(self).
     |  
     |  __next__(self, /)
     |      Implement next(self).
     |  
     |  __repr__(self, /)
     |      Return repr(self).
     |  
     |  close(...)
     |      close() -> raise GeneratorExit inside generator.
     |  
     |  send(...)
     |      send(arg) -> send 'arg' into generator,
     |      return next yielded value or raise StopIteration.
     |  
     |  throw(...)
     |      throw(typ[,val[,tb]]) -> raise exception in generator,
     |      return next yielded value or raise StopIteration.
     |  
     |  ----------------------------------------------------------------------
     |  Data descriptors defined here:
     |  
     |  gi_code
     |  
     |  gi_frame
     |  
     |  gi_running
     |  
     |  gi_yieldfrom
     |      object being iterated by yield from, or None
    
    
     

    6.Python迭代器

    看到迭代器小明老高兴了,心想着一会写个C#版的觉得可以收获一大群眼球~

    6.1.判断是否可迭代

    在说迭代器前先说下可迭代(Iterable)yield基础点我):

    在Python中,能通过for循环遍历的都是可以迭代的,比如 str、tuple、list、dict、set、生成器等等

    也可以通过 isinstance(xxx,Iterable) 方法判断一下是否迭代:

    In [92]:
    from collections import Iterable
    
    In [93]:
    isinstance("mmd",Iterable)
    
    Out[93]:
    True
    In [94]:
    isinstance((1,2),Iterable)
    
    Out[94]:
    True
    In [95]:
    isinstance([],Iterable)
    
    Out[95]:
    True
    In [96]:
    isinstance({},Iterable)
    
    Out[96]:
    True
    In [97]:
    isinstance((x for x in range(10)),Iterable)
    
    Out[97]:
    True
    In [98]:
    isinstance(1,Iterable)
    
    Out[98]:
    False
     

    6.2.判断是否是迭代器

    迭代器是一定可以迭代的,怎么判断是迭代器呢?

    可以使用next方法的或者通过isinstance(xxx,Iterator)

    In [99]:
    a=[1,2,3]
    
    next(a)
    
     
    ---------------------------------------------------------------------------
    TypeError                                 Traceback (most recent call last)
    <ipython-input-99-f5f8ac9a8550> in <module>()
          1 a=[1,2,3]
          2 
    ----> 3next(a)
    
    TypeError: 'list' object is not an iterator
    In [100]:
    from collections import Iterator
    
    In [101]:
    isinstance([],Iterator)
    
    Out[101]:
    False
    In [102]:
    isinstance((x for x in range(10)),Iterator)
    
    Out[102]:
    True
     

    6.3.IterableIterator

    生成器都是Iterator对象,但list、dict、str虽然是Iterable,却不是Iterator

    list、dict、strIterable变成Iterator可以使用iter()函数:

    In [103]:
    iter(a)
    
    Out[103]:
    <list_iterator at 0x7f14c40a3da0>
    In [104]:
    isinstance(iter([]),Iterator)
    
    Out[104]:
    True
    In [105]:
    isinstance(iter({}),Iterator)
    
    Out[105]:
    True
     

    Python的Iterator对象表示的是一个数据流,Iterator对象可以被next()or__next__()函数调用并不断返回下一个数据,直到没有数据时抛出StopIteration错误

    可以把这个数据流看做是一个有序序列,但我们却不能提前知道序列的长度,只能不断通过next函数实现按需计算下一个数据,所以Iterator的计算是惰性的,只有在需要返回下一个数据时它才会计算。

    Iterator甚至可以表示一个无限大的数据流,而list等则不行

    小明总结了一下老师讲解的知识点:

    1. 可以for循环的对象都是Iterable类型

    2. 可以使用next()or__next__()函数的对象都是Iterator类型

    3. 集合数据类型如list、dict、str等是Iterable,可以通过iter()函数获得一个Iterator对象

     

    7.CSharp迭代器

    乘着下课的时间,小明跑到黑板前,心想:“又到了C#的时候了,看我来收播一大群眼球~”,然后开始了他的个人秀:

    其实迭代器(iterator就是为了更简单的创建枚举器(enumerator)和可枚举类型(enumerator type)的方式

    7.1.IEnumeratorIEnumerable

    通俗话讲:

    能不能foreach就看你遍历对象有没有实现IEnumerable,就说明你是不是一个可枚举类型enumerator type

    public interface IEnumerable
    {
        IEnumerator GetEnumerator();
    }
    

    是不是个枚举器(enumerator)就看你实现了IEnumerator接口没

    public interface IEnumerator
    {
        object Current { get; }
    
        bool MoveNext();
    
        void Reset();
    }
    

    最明显的区别:它们两个遍历方式不一样

    // 枚举器遍历
    var tmp = FibonaByIEnumerator(30);
    while (tmp.MoveNext())
    {
        Console.WriteLine(tmp.Current);
    }
    // 可枚举类型遍历
    foreach (var item in FibonaByIEnumerable(30))
    {
        Console.WriteLine(item);
    }
    

    这个我们在2年前就说过,这边简单提一下(官方文档)(Demo)

    MyEnumerator文件:

    public class MyEnumerator : IEnumerator
    {
        /// <summary>
        /// 需要遍历的数组
        /// </summary>
        private string[] array;
        /// <summary>
        /// 有效数的个数
        /// </summary>
        private int count;
        public MyEnumerator(string[] array, int count)
        {
            this.array = array;
            this.count = count;
        }
    
        /// <summary>
        /// 当前索引(线moveNext再获取index,用-1更妥)
        /// </summary>
        private int index = -1;
        public object Current
        {
            get
            {
                return array[index];
            }
        }
        /// <summary>
        /// 移位
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public bool MoveNext()
        {
            if (++index < count)
            {
                return true;
            }
            return false;
        }
        /// <summary>
        /// 重置
        /// </summary>
        public void Reset()
        {
            index = -1;
        }
    }
    

    MyArray.cs文件

    public partial class MyArray
    {
        /// <summary>
        /// 数组容量
        /// </summary>
        private string[] array = new string[4];
        /// <summary>
        /// 数组元素个数
        /// </summary>
        private int count = 0;
        /// <summary>
        /// 当前数组的长度
        /// </summary>
        public int Length
        {
            get
            {
                return count;
            }
        }
    
        /// <summary>
        /// 添加元素
        /// </summary>
        /// <param name="str"></param>
        /// <returns></returns>
        public MyArray Add(string str)
        {
            //要溢出的时候扩容
            if (count == array.Length)
            {
                string[] newArray = new string[2 * array.Length];
                array.CopyTo(newArray, 0);
                array = newArray;//array重新指向
            }
            array[count++] = str;
            return this;
        }
    
        /// <summary>
        /// 移除某一项
        /// </summary>
        /// <param name="i"></param>
        /// <returns></returns>
        public MyArray RemoveAt(int i)
        {
            for (int j = i; j < count - 1; j++)
            {
                array[j] = array[j + 1];
            }
            count--;//少了一个元素所以--
            return this;
        }
    
        /// <summary>
        /// 索引器
        /// </summary>
        /// <param name="index"></param>
        /// <returns></returns>
        public string this[int index]
        {
            get
            {
                return array[index];
            }
            set
            {
                array[index] = value;
            }
        }
    }
    

    MyArrayExt.cs文件:

    public partial class MyArray: IEnumerable
    {
        /// <summary>
        /// 枚举器方法
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public IEnumerator GetEnumerator()
        {
            return new MyEnumerator(this.array, this.count);
        }
    }
    

    调用:

    static void Main(string[] args)
    {
        MyArray array = new MyArray();
        array.Add("~").Add("这").Add("是").Add("一").Add("个").Add("测").Add("试").Add("。").RemoveAt(0).RemoveAt(3).RemoveAt(6);
        for (int i = 0; i < array.Length; i++)
        {
            Console.Write(array[i]);
        }
        Console.WriteLine();
        foreach (var item in array)
        {
            Console.Write(item);
        }
    }
    

    结果:

    这是一测试
    这是一测试
     

    7.2.yield方式

    小明看着班里女生羡慕的眼神,得意的强调道:

    注意一下,C#是用yield return xxx,Python是用yield xxx关键字

    还记得开头说的那句话吗?(yield官方文档

    其实迭代器(iterator)就是为了更简单的创建枚举器(enumerator)和可枚举类型(enumerator type)的方式

    如果枚举器和可枚举类型还是不理解(举个例子)就懂了:(从遍历方式就看出区别了)

    定义一个斐波拉契函数,返回可枚举类型

    /// <summary>
    /// 返回一个可枚举类型
    /// </summary>
    public static IEnumerable<int> FibonaByIEnumerable(int n)
    {
        int a = 0;
        int b = 1;
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            yield return b;
            (a, b) = (b, a + b);
        }
    }
    

    调用:

    foreach (var item in FibonaByIEnumerable(30))
    {
        Console.WriteLine(item);
    }
    

    定义一个斐波拉契函数,返回一个枚举器

    /// <summary>
    /// 返回一个枚举器
    /// </summary>
    public static IEnumerator<int> FibonaByIEnumerator(int n)
    {
        int a = 0;
        int b = 1;
        for (int i = 0; i < n; i++)
        {
            yield return b;
            (a, b) = (b, a + b);
        }
    }
    

    调用一下:

    var tmp = FibonaByIEnumerator(30);
    while (tmp.MoveNext())
    {
        Console.WriteLine(tmp.Current);
    }
    

    利用yield轻轻松松就创建了枚举器和可枚举类型

    以上面那个MyArray的案例来说,有了yield我们代码量大大简化:(Demo

    MyArray.cs

    public partial class MyArray
    {
        /// <summary>
        /// 数组容量
        /// </summary>
        private string[] array = new string[4];
        /// <summary>
        /// 数组元素个数
        /// </summary>
        private int count = 0;
        /// <summary>
        /// 当前数组的长度
        /// </summary>
        public int Length
        {
            get
            {
                return count;
            }
        }
    
        /// <summary>
        /// 添加元素
        /// </summary>
        /// <param name="str"></param>
        /// <returns></returns>
        public MyArray Add(string str)
        {
            //要溢出的时候扩容
            if (count == array.Length)
            {
                string[] newArray = new string[2 * array.Length];
                array.CopyTo(newArray, 0);
                array = newArray;//array重新指向
            }
            array[count++] = str;
            return this;
        }
    
        /// <summary>
        /// 移除某一项
        /// </summary>
        /// <param name="i"></param>
        /// <returns></returns>
        public MyArray RemoveAt(int i)
        {
            for (int j = i; j < count - 1; j++)
            {
                array[j] = array[j + 1];
            }
            array[count - 1] = string.Empty;//add 干掉移除的数组
            count--;//少了一个元素所以--
            return this;
        }
    
        /// <summary>
        /// 索引器
        /// </summary>
        /// <param name="index"></param>
        /// <returns></returns>
        public string this[int index]
        {
            get
            {
                return array[index];
            }
            set
            {
                array[index] = value;
            }
        }
    }
    

    MyArrayExt.cs

    public partial class MyArray : IEnumerable
    {
        /// <summary>
        /// 枚举器方法
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public IEnumerator GetEnumerator()
        {
            return MyEnumerator();
        }
        /// <summary>
        /// 通过yield快速实现
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public IEnumerator<string> MyEnumerator()
        {
            foreach (var item in this.array)
            {
                yield return item;
            }
        }
    }
    

    然后就行了,MyEnumerator都不用你实现了:

    MyArray array = new MyArray();
    array.Add("~").Add("这").Add("是").Add("一").Add("个").Add("测").Add("试").Add("。").RemoveAt(0).RemoveAt(3).RemoveAt(6);
    for (int i = 0; i < array.Length; i++)
    {
        Console.Write(array[i]);
    }
    Console.WriteLine();
    foreach (var item in array)
    {
        Console.Write(item);
    }
    

    结果:

    这是一测试
    这是一测试

    扩充一下:Python退出迭代器用yield return 或者 yield breakC#使用yield break来退出迭代

    做个 demo 测试下:

    public static IEnumerable<int> GetValue()
    {
        for (int i = 0; i < 5; i++)
        {
            yield return i;
            if (i == 2)
            {
                yield break;
            }
        }
    }
    

    调用:

    static void Main(string[] args)
    {
        foreach (var item in GetValue())
        {
            Console.WriteLine(item);
        }
    }
    

    输出:

    0
    1
    2
     

    8.闭包

    8.1.Python闭包

    又到了上课时间,小明灰溜溜的跑回座位,听老师讲起了闭包的知识:

    函数方面还有不懂的可以看之前讲的文档:Function Base

    函数除了可以接受函数作为参数外,还可以把函数作为结果值返回(有点类似于C++里面的函数指针了)

    来看一个可变参数求和的例子:

    In [1]:
    def slow_sum(*args):
        def get_sum():
            sum = 0
            for i in args:
                sum += i
            return sum
    
        return get_sum  # 返回函数引用地址(不加括号)
    
    a = slow_sum(1, 2, 3, 4, 5)# 返回get_sum函数的引用
    print(a)# 看看引用地址
    print(a())# a() 这时候才是调用get_sum()函数
    
     
    <function slow_sum.<locals>.get_sum at 0x7f57783b6268>
    15
    
     

    其实上面一个案例就是闭包(Closure)了,来个定义:

    在函数内部再定义一个函数,并且这个函数用到了外边函数的变量(参数或者局部变量),那么将这个函数以及用到的一些变量称之为闭包

    通俗点说就是:内部函数使用了外部函数作用域里的变量了,那这个内部函数和它用到的变量就是个闭包

    注意:当我们调用slow_sum()时,每次调用都会返回一个新的函数(相同的参数也一样)

    In [2]:
    a = slow_sum(1, 2, 3, 4)
    b = slow_sum(1, 2, 3, 4)
    
    a is b
    
    # a()和b()的调用结果互不影响
    
    Out[2]:
    False
     

    由于闭包引用了外部函数的局部变量,则外部函数的局部变量没有及时释放,所以也容易消耗内存

    so ==> 除非你真正需要它,否则不要使用闭包

    返回函数尽量不要引用任何循环变量,或者后续会发生变化的变量(容易出错)

    看着小明一脸懵圈的样子,老师说道:

    新讲的知识点一般都不太容易快速消化,我们再来看个闭包的好处就理解了:

    比如现在我们要根据公式来求解,以y=ax+b为例,传统方法解决:

    In [3]:
    # 定义一个y=ax+b的函数公式
    def get_value(a, b, x):
        return a * x + b
    
    In [4]:
    # 每次调用都得传 a,b
    print(get_value(2, 1, 1))
    print(get_value(2, 1, 2))
    print(get_value(2, 1, 3))
    print(get_value(2, 1, 4))
    
     
    3
    5
    7
    9
    
     

    每次调用都得额外传a、b的值

    就算使用偏函数来简化也不合适(毕竟已经是一个新的函数了):

    In [5]:
    from functools import partial
    
    new_get_value = partial(get_value, 2, 1)
    
    print(new_get_value(1))
    print(new_get_value(2))
    print(new_get_value(3))
    print(new_get_value(4))
    print(new_get_value(5))
    
     
    3
    5
    7
    9
    11
    
     

    简单总结functools.partial的作用就是:

    把一个函数的某些参数设置默认值,返回一个新的函数,然后调用新函数就免得你再输入重复参数了

    而这时候使用闭包就比较合适了,而且真的是封装了一个通用公式了

    a,b的值你可以任意变来生成新的公式,而且公式之间还不干扰,以 y=ax²+bx+c为例:

    In [6]:
    def quadratic_func(a, b, c):
        """y=ax²+bx+c"""
    
        def get_value(x):
            return a * x * x + b * x + c
    
        return get_value
    
    In [7]:
    # 来个简单的:x^2+1
    f1 = quadratic_func(1, 0, 1)
    
    print(f1(0))
    print(f1(1))
    print(f1(2))
    print(f1(3))
    print(f1(4))
    print(f1(5))
    
     
    1
    2
    5
    10
    17
    26
    
    In [8]:
    # 可能不太形象,我们画个图看看:
    
    import matplotlib.pyplot as plt # 导入matplotlib的pyplot模块
    
    In [9]:
    # 生成x和y的值
    x_list = list(range(-10, 11))
    y_list = [x * x + 1 for x in x_list]
    
    print(x_list)
    print(y_list)
    
    # 画图
    plt.plot(x_list, y_list)
    # 显示图片
    plt.show()
    
     
    [-10, -9, -8, -7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
    [101, 82, 65, 50, 37, 26, 17, 10, 5, 2, 1, 2, 5, 10, 17, 26, 37, 50, 65, 82, 101]
    
     
    In [10]:
    # 再来个简单的:x^2-1
    f2 = quadratic_func(1, 0, -1) # 相互之间不干扰
    
    print(f2(0))
    print(f2(1))
    print(f2(2))
    print(f2(3))
    print(f2(4))
    print(f2(5))
    
     
    -1
    0
    3
    8
    15
    24
    
     

    8.2.CSharp闭包

    听完闭包老师就下课了,说什么明天接着闭包讲啥装饰器的。

    小明一愣一愣的,然后就屁颠的跑黑板前讲起了C#版本的闭包:

    先看看怎么定义一个闭包,和Python一样,用个求和函数举例:(返回一个匿名函数

    // 有返回值就用Func,没有就用Action
    public static Func<int> SlowSum(params int[] args)
    {
        return () =>
        {
            int sum = 0;
            foreach (var item in args)
            {
                sum += item;
            }
            return sum;
        };
    }
    

    调用:

    static void Main(string[] args)
    {
        var f1 = SlowSum(1, 2, 3, 4, 5);
        Console.WriteLine(f1);
        Console.WriteLine(f1());
    }
    

    结果:(从结果可以看到,f1是一个函数,等你调用f1()才会求和)

    System.Func`1[System.Int32]
    15

    接着讲 ~ 以上面的 y=ax²+bx+c为例,C#实现:

    // 以上面的 y=ax²+bx+c 为例,C#实现:
    public static Func<double, double> QuadraticFunc(double a, double b, double c)
    {
        return x => a * x * x + b * x + c; // 返回一个匿名函数
    }
    

    调用:

    static void Main(string[] args)
    {
        var func = QuadraticFunc(1, 0, 1);
    
        Console.WriteLine(func(0));
        Console.WriteLine(func(1));
        Console.WriteLine(func(2));
        Console.WriteLine(func(3));
        Console.WriteLine(func(4));
        Console.WriteLine(func(5));
    }
    

    结果:

    1
    2
    5
    10
    17
    26

    Func<double,double>不理解就看看定义就懂了:public delegate TResult Func<in T, out TResult>(T arg);

    这部分不是很难,简单提一下知识点即可。如果你想深究可以==> ( )

    在收获满满一箩筐眼球后,小明拍拍屁股去了新开的饭店大吃一顿了...


    写在最后:还有一些内容没写,估计过几天又有一篇叫 “基础拓展” 的文章了,为啥不一起写完呢?

    其实逆天也想写完,真写完文章又被叫做长篇大论一百页了 #^_^# 行了,听取大家意见,不写那么长的文章,下次见~

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