我们可以通过列表生成式简朴直接地建设一个列表,可是受到内存限制,列表容量必定是有限的。并且,建设一个包括100万个元素的列表,不只占用很大的存储空间,并且假如我们仅仅需要会见前面几个元素,那后头绝大大都元素占用的空间都白白挥霍了。
所以,假如列表元素可以凭据某种算法推算出来,那我们是否可以在轮回的进程中不绝推算出后续的元素呢?这样就不必建设完整的list,从而节减大量的空间。在Python中,这种一边轮回一边计较的机制,称为生成器(Generator)。
要建设一个generator,有许多种要领。第一种要领很简朴,只要把一个列表生成式的[]改成(),就建设了一个generator:
>>> mylist = [ x for x in range(1, 10)] >>> mylist [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9] >>> gen = (x for x in range(1,10)) >>> gen <generator object <genexpr> at 0x7f1d7fd0f5a0>
建设mylist和gen的区别仅在于最外层的[]和(),mylist是一个list,而gen是一个generator(生成器)。
我们可以直接打印出list的每一个元素,但我们怎么打印出generator的每一个元素呢?
假如要一个一个打印出来,可以通过generator的next()要领:
>>> gen.next() 1 >>> gen.next() 2 >>> gen.next() 3 ... >>> gen.next() 9 >>> gen.next() Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> StopIteration
我们讲过,generator生存的是算法,每次挪用next(),就计较出下一个元素的值,直到计较到最后一个元素,没有更多的元素时,抛出StopIteration的错误。
其实我们可以利用for轮回来取代next()方法, 这样才更切合高效的编程思路:
>>> gen = ( x for x in range(1, 10)) >>> for num in gen: ... print num ... 1 2 3 4 5 6 7 8 9
generator很是强大。假如推算的算法较量巨大,用雷同列表生成式的for轮回无法实现的时候,还可以用函数来实现。
好比,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获得:
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, ...
斐波拉契数列用列表生成式写不出来,可是,用函数把它打印出来却很容易:
def fib(max): n = 0 a, b = 0, 1 while n < max: print b a, b = b, a + b n = n + 1
上面的函数可以输出斐波那契数列的前N个数:
>>> fib(6) 1 1 2 3 5 8
仔细调查,可以看出,fib函数实际上是界说了斐波拉契数列的推算法则,可以从第一个元素开始,推算出后续任意的元素,这种逻辑其实很是雷同generator。
也就是说,上面的函数和generator仅一步之遥。要把fib函数酿成generator,只需要把print b改为yield b就可以了:
def fib(max): n = 0 a, b = 0, 1 while n < max: yield b a, b = b, a + b n = n + 1
这就是界说generator的另一种要领。假如一个函数界说中包括yield要害字,那么这个函数就不再是一个普通函数,而是一个generator:
>>> fib(6) <generator object fib at 0x104feaaa0>
这里,最难领略的就是generator和函数的执行流程纷歧样。函数是顺序执行,碰着return语句可能最后一行函数语句就返回。而酿成generator的函数,在每次挪用next()的时候执行,碰着yield语句返回,再次执行时从上次返回的yield语句处继承执行。
举个简朴的例子,界说一个generator,依次返回数字1,3,5:
>>> def odd(): ... print 'step 1' ... yield 1 ... print 'step 2' ... yield 3 ... print 'step 3' ... yield 5 ... >>> o = odd() >>> o.next() step 1 1 >>> o.next() step 2 3 >>> o.next() step 3 5 >>> o.next() Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> StopIteration
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可以看到,odd不是普通函数,而是generator,在执行进程中,碰着yield就间断,下次又继承执行。执行3次yield后,已经没有yield可以执行了,所以,第4次挪用next()就报错。
回到fib的例子,我们在轮回进程中不绝挪用yield,就会不绝间断。虽然要给轮回配置一个条件来退出轮回,否则就会发生一个无限数列出来。
同样的,把函数改成generator后,我们根基上从来不会用next()来挪用它,而是直接利用for轮回来迭代:
>>> for n in fib(6): ... print n ... 1 1 2 3 5 8
generator长短常强大的东西,在Python中,可以简朴地把列表生成式改成generator,也可以通过函数实现巨大逻辑的generator。
要领略generator的事情道理,它是在for轮回的进程中不绝计较出下一个元素,并在适当的条件竣事for轮回。对付函数改成的generator来说,碰着return语句可能执行到函数体最后一行语句,就是竣事generator的指令,for轮回随之竣事。