【百尺竿頭,更進一步學Python】Python進階課程——生成器

學習了迭代器以后,今天我們來講它的好兄弟生成器.在學習生成器之前,我們先對學過的迭代器進行一次鞏固.

迭代器(鞏固)

• 我們都知道利用迭代器，可以在每次迭代獲取資料(通過next方法)時，按照特點的規律進行生成,但是我們在實作一個迭代器的時候，關于當前迭代到的狀態需要我們自己記錄，進而才能根據當前狀態生成下一個資料，為了達到記錄當前狀態，并配合next方法進行迭代使用，這種方式是我們提前將資料創建好了以后才進行的.
• 在Python中除了for遍歷語法在in之后需要使用迭代器,其他的一些串列型別轉換(list,tuple)等也需要使用迭代器

生成器

什么是生成器

• 生成器是一種特殊的迭代器

創建生成器

創建生成器有兩種方式:

1. 創建生成器，只需要把一個串列推導式的[]改成()即可

   p = (i for i in range(1000))
   print(p)
   

2. 創建生成器，只需要在一個函式中使用yield陳述句，那么這個函式也不再叫函式，就叫生成器，yield在函式里面出現，這就是一個生成器模板.(我們運用以前學過的案例"水仙花數(完數)"來進行講解)

   def create_shui(startnum, endnum):
       while startnum < endnum:
           ge = startnum % 10
           shi = (startnum % 100) // 10
           bai = (startnum % 1000) // 100
           qian = startnum // 1000
           if startnum == ge ** 3 + shi ** 3 + bai ** 3 + qian ** 3:
               yield startnum
           startnum += 1
   
   
   if __name__ == "__main__":
       ret = create_shui(1, 1000)
       print(ret)
       for item in ret:
           print(item)
   

總結:

• 只要在呼叫一個函式時發現函式中有yield，那么這就不是呼叫函式，而是創建了一個生成器物件

yield關鍵字

def create_shui(startnum, endnum):
    print("開始...")
    while startnum < endnum:
        print("...1...")
        yield startnum
        print("...2...")
        startnum += 1
        print("...3...")


if __name__ == "__main__":
    # ret本質是一個生成器物件，生成器的本質是一個迭代器
    ret = create_shui(1, 5)
    res = next(ret)
    print(res)
    # 執行的最后結果是：
    # 開始...
    # ...1...
    # 1
從而我們可以得出yield關鍵字的本質.

yield的本質

1. 將該函式標記為生成器,在呼叫有yield關鍵字的函式時，目標生成一個生成器物件，對這個生成器物件進行迭代時，每次的迭代都只執行到yield這塊，而yield后面的資料是本次迭代的產物資料，只要不進行下一次迭代，代碼流程一致監聽在yield這塊
2. 保存當前的運行狀態，然后暫停執行，也就是將生成器掛起
3. yield關鍵字后面的運算式作為值回傳

注意:

• python3中的生成器里面可以使用return回傳最終運行的回傳值，
• 而在Python2中生成器里面絕對不允許出現return的回傳值(Python2中可以使用return但是return后面絕對不能有資料運算式)

生成器的喚醒

使用next()函式

• 我們可以對生成器使用next()函式讓生成器開始迭代一次，也就是喚醒一次生成器

實體:

def create_shui(startnum, endnum):
    print("開始...")
    while startnum < endnum:
        print("...1...")
        yield startnum
        print("...2...")
        startnum += 1
        print("...3...")


if __name__ == "__main__":
    # ret本質是一個生成器物件，生成器的本質是一個迭代器
    ret = create_shui(1, 5)
    res = next(ret)
    print(res)
    # 再來一次
    res = next(ret)
    print(res)
    # 再來一次
    res = next(ret)
    print(res)
    # 執行到最后的結果是
    # 開始...
    # ...1...
    # 1
    # ...2...
    # ...3...
    # ...1...
    # 2
    # ...2...
    # ...3...
    # ...1...
    # 3

使用send喚醒

1. send一般不會放到第一次啟動生成器，如果非要這樣做，那么選擇傳遞一個None
2. send里面的引數會當做資訊傳遞給yield當做yield的結果，然后通過一個變數可以接收這個結果
3. send的結果是下一呼叫yield時，yield后面的值

實體:

def create_shui(startnum, endnum):
    print("開始...")
    while startnum < endnum:
        print("...1...")
        res = yield startnum
        print(res)
        print("...2...")
        startnum += 1
        print("...3...")
    else:
        return "結束..."


if __name__ == "__main__":
    ret = create_shui(1, 5)
    print(next(ret))
    # send一般不會放到第一次啟動生成器
    # 如果非要這樣做，那么選擇傳遞一個None
    # print(ret.send(None))
    print(ret.send("123"))
    print(ret.send("456"))
    # 最后的執行結果是：
    # 開始...
    # ...1...
    # 1
    # 123
    # ...2...
    # ...3...
    # ...1...
    # 2
    # 456
    # ...2...
    # ...3...
    # ...1...
    # 3

并發執行的模擬

import time
def upload():
    while True:
        time.sleep(0.5)
        print("上傳檔案")
        yield

def download():
    while True:
        time.sleep(1)
        print("下載檔案")
        yield

def main():
    ret1 = upload()
    ret2 = download()
    i = 1
    while i <4:
        next(ret2)
        next(ret1)
        i += 1

• 這個程序其實就是先讓ret2先運行一會，當ret2中遇到了yield，讓ret1運行

• 然后當ret1中遇到了yield再讓ret2運行，這樣就實作了/ret2/ret1/ret2/ret1/…交替運行，最終實作了所謂的并發