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  • Python中yield函数浅析

    带有yield的函数在Python中被称之为generator(生成器),下面我们将使用斐波那契数列来举例说明下该函数:(环境是在Python3.x下)

     如何生成斐波那契数列:

      斐波那契(Fibonacci)数列是一个简单的递归数列,除第一个数和第二个数外,任意一个数都可由前两个数相加得到。用计算机程序输出斐波那契数列的前N个数是一个非常简单的问题:

    • 版本一:简单输出斐波那契数列前N个数
    # -*- coding: utf-8 -*-
    # Time    : 2019/5/28 14:25
    # Author  : Eric
    # FileName: yield使用浅析.py
    # Software: PyCharm
    #-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
     
    def fab(max):
        n, a, b = 0, 0, 1
        while n < max:
            print(b)
            a, b = b, a + b
            n = n + 1
    #执行fab(10),我们可以得到如下的输出:
    print(fab(10))
    1
    1
    2
    3
    5
    8
    13
    21
    34
    55 None

    结果是没有问题,但是有经验的开发者会指出,直接在fab函数中有print打印数字会导致该函数可复用性较差,因为fab函数返回None,其他函数无法获得该函数生成的数列。

    要提高fab函数的复用性,最好不要直接打印出数列,而是返回一个列表(list)。以下是fab函数改写后的第二个版:

    • 版本二:输出斐波那契数列前N个数
    def fab(max):
        n, a, b = 0, 0, 1
        L = []
        while n < max:
            L.append(b)
            a, b = b, a + b
            n = n + 1
        return L
    
    #可以使用如下方式打印出fab函数返回的List:
    for n in fab(10):
        print(n)
    
    1
    1
    2
    3
    5
    8
    13
    21
    34
    55
    

    改写后的fab函数通过返回List能满足复用性的要求,但是更有经验的开发者会指出,该函数在运行中占用的内存会随着参数max的增大而增大,如果要控制内存占用,最好不用要List来保存中间结果。

    • 版本三: 使用创建类的的方法来实现
    class Fab(object):
    
        def __init__(self,max):
            self.max = max
            self.n, self.a, self.b = 0, 0, 1
    
        def __iter__(self):
            return self
    
        def __next__(self):
            if self.n < self.max:
                r = self.b
                self.a, self.b = self.b, self.a + self.b
                self.n = self.n + 1
                return r
            raise StopIteration()
    #Fab类通过__next__()不断返回数列的下一个数,内存占用始终为常数:
    for n in Fab(5):
        print(n)
    1
    1
    2
    3
    5
    

    然而,使用class改写的这个版本,代码远远没有第一版的fab函数来得简洁。如果我们想要保持第一版fab函数的简洁性,同时又要获得iterable的效果,yield就派上用场了。

    • 版本四:使用yield的第四版
    def fab(max):
        n, a, b = 0, 0, 1
        while n < max:
            yield b
            a, b = b, a + b
            n = n + 1
    
    #调用第四版的fab和第二版的fab完全一致:
    for n in fab(5):
        print(n)
    1
    1
    2
    3
    5
    

      简单地讲,yield的作用就是把一个函数变成一个generator,带有yield的函数不再是一个普通的函数,Python解释器会将其视为一个generator,调用fab(5)不会执行fab函数,而是返回一个iterable对象!在for循环执行时,每次循环都会执行fab函数内部的代码,执行到yield时,返回函数就会返回一个迭代值,下次迭代时,代码从yield的下一条语句继续执行,而函数的本地变量看起来和上次中断执行前是完全一样的,于是函数继续执行,直到再次遇到yield。

      yield的好处是显而易见的,把一个函数改写为一个generator就获得了迭代的能力,比起用类的实例保存状态来计算下一个next()的值,不仅代码简介,而且执行流程异常清晰。

      如何判断一个函数是否是一个特殊的generator函数?可以利用isgeneratorfunction判断:

    from inspect import isgeneratorfunction
    print(isgeneratorfunction(fab))
    
    True
    

    要注意区分fab和fab(5),fab是一个generatorfunction,而fab(5)是调用fab返回的一个generator,好比类的定义和类的实例的区别:

    类的定义和类的实例:

    import types
    print(isinstance(fab,types.GeneratorType))
    print(isinstance(fab(5),types.GeneratorType))
    
    False
    True
    

    fab是无法迭代的,而fab(5)是可迭代的:

    from collections import Iterable
    print(isinstance(fab,Iterable))
    print(isinstance(fab(5),Iterable))
    False
    True
    

      

    return的作用

      在一个generator function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,则直接抛出StopIteration终止迭代。

                  
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    GDOI2020 游记
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/lsyb-python/p/11061501.html
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