Python中的yield

带有 yield 的函数在 Python 中被称之为 generator(生成器)

1.生成Fibnacci数列

清单 2. 输出斐波那契數列前 N 个数第二版

实例1(返回List)

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
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
 
for n in fab(5): 
    print n

可以使用如下方式打印出 fab 函数返回的 List:

1 
1 
2 
3 
5

清单 4. 第三个版本

实例2(itetator版本)

\#!/usr/bin/python # -*- coding: UTF-8 -*-  
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() 


for n in Fab(5):     
	print n
···



```text
1 
1 
2 
3 
5

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:

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:

清单 5. 使用 yield 的第四版

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-
 
def fab(max): 
    n, a, b = 0, 0, 1 
    while n < max: 
        yield b      # 使用 yield
        # print b 
        a, b = b, a + b 
        n = n + 1
 
for n in fab(5): 
    print n

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 b 时,fab 函数就返回一个迭代值,下次迭代时,代码从 yield b 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。

也可以手动调用 fab(5) 的 next() 方法(因为 fab(5) 是一个 generator 对象,该对象具有 next() 方法),这样我们就可以更清楚地看到 fab 的执行流程:

清单 6. 执行流程

>>>f = fab(5) 
>>> f.next() 
1 
>>> f.next() 
1 
>>> f.next() 
2 
>>> f.next() 
3 
>>> f.next() 
5 
>>> f.next() 
Traceback (most recent call last): 
 File "<stdin>", line 1, in <module> 
StopIteration

当函数执行结束时,generator 自动抛出 StopIteration 异常,表示迭代完成。在 for 循环里,无需处理 StopIteration 异常,循环会正常结束。

实例3(文件读)

另一个 yield 的例子来源于文件读取。如果直接对文件对象调用 read() 方法,会导致不可预测的内存占用。好的方法是利用固定长度的缓冲区来不断读取文件内容。通过 yield,我们不再需要编写读文件的迭代类,就可以轻松实现文件读取:

def read_file(fpath): 
    BLOCK_SIZE = 1024 
    with open(fpath, 'rb') as f: 
        while True: 
            block = f.read(BLOCK_SIZE) 
            if block: 
                yield block 
            else: 
                return

实例4

def foo():
    print("starting...")
    for i in range(6):
        res = yield 4
        print("res:",res)

    #当我们添加新的yield
    for i in range(6):
        res = yield 5
        print("res",res)

g = foo()
#此时未打印出任何信息,说明只是生成了generator对象,并未执行函数

for i in range(7):
    print(next(g))

Python中的yield_生成器


实例5

send()修改上一个yield扫完返回值

Python中的yield_生成器_02


2.判断函数是否为generator函数

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:

清单 7. 使用 isgeneratorfunction 判断

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

要注意区分 fab 和 fab(5),fab 是一个 generator function,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:

3.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。


4.实例解释

首先,如果你还没有对yield有个初步分认识,那么你先把yield看做“return”,这个是直观的,它首先是个return,普通的return是什么意思,就是在程序中返回某个值,返回之后程序就不再往下运行了。看做return之后再把它看做一个是生成器(generator)的一部分(带yield的函数才是真正的迭代器),好了,如果你对这些不明白的话,那先把yield看做return,然后直接看下面的程序,你就会明白yield的全部意思了:

def foo():
    print("starting...")
    while True:
        res = yield 4
        print("res:",res)
g = foo()
print(next(g))
print("*"*20)
print(next(g))

就这么简单的几行代码就让你明白什么是yield,代码的输出这个:

starting...
4
********************
res: None
4

我直接解释代码运行顺序,相当于代码单步调试:

1.程序开始执行以后,因为foo函数中有yield关键字,所以foo函数并不会真的执行,而是先得到一个生成器g(相当于一个对象)

2.直到调用next方法,foo函数正式开始执行,先执行foo函数中的print方法,然后进入while循环

3.程序遇到yield关键字,然后把yield想想成return,return了一个4之后,程序停止,并没有执行赋值给res操作,此时next(g)语句执行完成,所以输出的前两行(第一个是while上面的print的结果,第二个是return出的结果)是执行print(next(g))的结果,

4.程序执行print("*"20),输出20个

5.又开始执行下面的print(next(g)),这个时候和上面那个差不多,不过不同的是,这个时候是从刚才那个next程序停止的地方开始执行的,也就是要执行res的赋值操作,这时候要注意,这个时候赋值操作的右边是没有值的(因为刚才那个是return出去了,并没有给赋值操作的左边传参数),所以这个时候res赋值是None,所以接着下面的输出就是res:None,

6.程序会继续在while里执行,又一次碰到yield,这个时候同样return 出4,然后程序停止,print函数输出的4就是这次return出的4.

到这里你可能就明白yield和return的关系和区别了,带yield的函数是一个生成器,而不是一个函数了,这个生成器有一个函数就是next函数,next就相当于“下一步”生成哪个数,这一次的next开始的地方是接着上一次的next停止的地方执行的,所以调用next的时候,生成器并不会从foo函数的开始执行,只是接着上一步停止的地方开始,然后遇到yield后,return出要生成的数,此步就结束。


5.send函数

def foo():
    print("starting...")
    while True:
        res = yield 4
        print("res:",res)
g = foo()
print(next(g))
print("*"*20)
print(g.send(7))

再看一个这个生成器的send函数的例子,这个例子就把上面那个例子的最后一行换掉了,输出结果:

starting...
4
********************
res: 7
4

先大致说一下send函数的概念:此时你应该注意到上面那个的紫色的字,还有上面那个res的值为什么是None,这个变成了7,到底为什么,这是因为,send是发送一个参数给res的,因为上面讲到,return的时候,并没有把4赋值给res,下次执行的时候只好继续执行赋值操作,只好赋值为None了,而如果用send的话,开始执行的时候,先接着上一次(return 4之后)执行,先把7赋值给了res,然后执行next的作用,遇见下一回的yield,return出结果后结束。

5.程序执行g.send(7),程序会从yield关键字那一行继续向下运行,send会把7这个值赋值给res变量

6.由于send方法中包含next()方法,所以程序会继续向下运行执行print方法,然后再次进入while循环

7.程序执行再次遇到yield关键字,yield会返回后面的值后,程序再次暂停,直到再次调用next方法或send方法。