zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 生成器

    通过列表生成式,我们可以直接创建一个列表。但是,受到内存限制,列表容量肯定是有限的。而且,创建一个包含100万个元素的列表,不仅占用很大的存储空间,如果我们仅仅需要访问前面几个元素,那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了。

    所以,如果列表元素可以按照某种算法推算出来,那我们是否可以在循环的过程中不断推算出后续的元素呢?这样就不必创建完整的list,从而节省大量的空间。在Python中,这种一边循环一边计算的机制,称为生成器:generator。

    要创建一个generator,有很多种方法。第一种方法很简单,只要把一个列表生成式的[]改成(),就创建了一个generator:

    >>> L = [x * x for x in range(10)]
    >>> L
    [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
    >>> g = (x * x for x in range(10))
    >>> g
    <generator object <genexpr> at 0x1022ef630>
    

    创建Lg的区别仅在于最外层的[]()L是一个list,而g是一个generator。

    如果要一个一个打印出来,可以通过next()函数获得generator的下一个返回值:

    >>> next(g)
    0
    >>> next(g)
    1
    >>> next(g)
    4
    >>> next(g)
    9
    >>> next(g)
    16
    >>> next(g)
    25
    >>> next(g)
    36
    >>> next(g)
    49
    >>> next(g)
    64
    >>> next(g)
    81
    >>> next(g)
    Traceback (most recent call last):
      File "<stdin>", line 1, in <module>
    StopIteration
    

    luoyangenerator保存的是算法,每次调用next(g)就计算出g的下一个元素的值,直到计算到最后一个元素,没有更多的元素时,抛出StopIteration的错误。

    生成器特性:

    • 列表不会一次性全部产生,而是取一次创建一次
    • 只能往前走,原来的值再也回不来
    • 走到最后会报错

    generator也是可迭代对象,方法是使用for循环(while也是可以的,但一般最后会报错):

    >>> g = (x * x for x in range(10))
    >>> for n in g:
    ...     print(n)
    ...
    0
    1
    4
    9
    16
    25
    36
    49
    64
    81
    

    所以,我们创建了一个generator后,基本上永远不会调用next(),而是通过for循环来迭代它,并且不需要关心StopIteration的错误。

    generator非常强大。如果推算的算法比较复杂,用类似列表生成式的for循环无法实现的时候,还可以用函数来实现。

    比如,著名的斐波拉契数列(Fibonacci),除第一个和第二个数外,任意一个数都可由前两个数相加得到:

    1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, ...

    斐波那契数列用列表生成式写不出来,但是,用函数把它打印出来却很容易:

    def fib(max):
        n, a, b = 0, 0, 1
        while n < max:
            print(b)
            a, b = b, a + b
            n = n + 1
        return 'done'
    
    fib(10)

    上面的函数可以输出斐波那契数列的前N个数:

    输出:
    1
    1
    2
    3
    5
    8
    13
    21
    34
    55
    
    

    仔细观察,可以看出,fib函数实际上是定义了斐波拉契数列的推算规则,可以从第一个元素开始,推算出后续任意的元素,这种逻辑其实非常类似generator。

    fib函数变成generator,只需把print(b)改为yield b就可以了:

    def fib(max):
        n,a,b = 0,0,1
        while n < max:
            print("before yield")
            yield b     # 把函数的执行过程冻结在这一步,并且把b的值返回给外面的next()
            print(b)
            a,b = b, a + b
            n = n + 1
        return "done"
    
    f = fib(15)    # 将函数转成生成器
    next(f)
    next(f)
    

     这就是定义generator的另一种方法。如果一个函数定义中包含yield关键字,那么这个函数就不再是一个普通函数,而是一个generator

    函数是顺序执行,遇到return语句或者最后一行函数语句就返回。而变成generator的函数,在每次调用next()的时候执行,遇到yield语句返回,再次被next()调用时从上次返回的yield语句处继续执行。

    def fib(max):
        n,a,b = 0,0,1
        while n < max:
            yield b     # 把函数的执行过程冻结在这一步,并且把b的值返回给外面的next()
            a,b = b, a + b
            n = n + 1
        return "done"
    
    data = fib(10)
    print(data)
    
    print(data.__next__())
    print(data.__next__())
    print("干点别的事")
    print(data.__next__())
    print(data.__next__())
    print(data.__next__())
    print(data.__next__())
    print(data.__next__())
    #输出 

    <generator object fib at 0x000001C0682EA750>
    1
    1
    干点别的事
    2
    3
    5
    8
    13

     

    在上面fib的例子,我们在循环过程中不断调用yield,就会不断中断。当然要给循环设置一个条件来退出循环,不然就会产生一个无限数列出来。同样的,把函数改成generator后,我们基本上从来不会用next()来获取下一个返回值,而是直接使用for循环来迭代:

    >>> for n in fib(6):
    ...     print(n)
    ...
    1
    1
    2
    3
    5
    8
    

    但是用for循环调用generator时,发现拿不到generator的return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中。

    还可通过yield实现在单线程的情况下实现并发运算的效果   

    import time
    def consumer(name):
        print("%s 准备吃包子啦!" %name)
        while True:
           baozi = yield
    
           print("包子[%s]来了,被[%s]吃了!" %(baozi,name))
    
    
    def producer(name):
        c = consumer('A')
        c2 = consumer('B')
        c.__next__()
        c2.__next__()
        print("老子开始准备做包子啦!")
        for i in range(10):
            time.sleep(1)
            print("做了2个包子!")
            c.send(i)
            c2.send(i)
    
    producer("who")
    通过生成器实现协程并行运算

    生成器的创建方式:

    类似列表生成式,改为()

    函数形式

    return 返回并终止函数

    yield 返回数据,并冻结当前的执行过程

    next 唤醒冻结的函数执行过程,继续执行,知道遇到下一个yield

    函数有了yield之后:

    函数名加()就变成了一个生成器

    return 在生成器里,代表生成器的终止,直接报错

    next :唤醒生成器并继续执行

    send() : 1、唤醒并继续执行。2、发送一个信息到生成器内部

  • 相关阅读:
    #maven解决乱码问题
    #jquery隐藏和启用
    date类型时间比较大小
    xml<>编译
    Linux分区有损坏修复
    linux部署相关命令
    Java实现4位数吸血鬼数字算法
    Java冒泡算法及中位数算法
    DT梦工厂 第25课 Scala中curring实战详解
    DT梦工厂 第24讲 scala中sam转换实战详解
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/fantsaymwq/p/9597280.html
Copyright © 2011-2022 走看看