【Python学习之五】高级特性4（切片、迭代、列表生成器、生成器、迭代器）

4、生成器（generator）

　　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。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。

　　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：

>>> g = (x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0)
>>> g
<generator object <genexpr> at 0x0000025C1746B5C8>

创建L和g的区别仅在于最外层的[]和()，L是一个list，而g是一个generator。如果要一个一个打印出generator来，可以通过next()函数获得generator的下一个返回值：

>>> next(g)
4
>>> next(g)
16
>>> next(g)
36
>>> next(g)
64
>>> next(g)
100
>>> next(g)
Traceback (most recent call last):
File "<console>", line 1, in <module>
StopIteration

　　上述方法显然不合适，还是用for循环比较好。

　　第二种方法是：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，即把函数中的return换成yield。

　　难点在于，generator和函数的执行流程不一样。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，再次执行时从上次返回的yield语句处继续执行。举例：

def odd():
    print('step 1')
    yield 1
    print('step 2')
    yield(3)
    print('step 3')
    yield(5)

调用该generator时，首先要生成一个generator对象，然后用next()函数不断获得下一个返回值：

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

　　odd不是普通函数，而是generator，在执行过程中，遇到yield就中断，下次又继续执行。执行3次yield后，已经没有yield可以执行了，所以，第4次调用next(o)就报错。

　　日常代码练习：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @Date    : 2018-05-22 22:36:27
# @Author  : Chen Jing (cjvaely@foxmail.com)
# @Link    : https://github.com/Cjvaely
# @Version : $Id$

# generator
# 把杨辉三角每一行看做一个list，
# 试写一个generator，不断输出下一行的list：


def triangles():
    L = [1]
    while True:
        yield L
        L.append(0)
        L = [L[i - 1] + L[i] for i in range(len(L))]

# 期待输出:
# [1]
# [1, 1]
# [1, 2, 1]
# [1, 3, 3, 1]
# [1, 4, 6, 4, 1]
# [1, 5, 10, 10, 5, 1]
# [1, 6, 15, 20, 15, 6, 1]
# [1, 7, 21, 35, 35, 21, 7, 1]
# [1, 8, 28, 56, 70, 56, 28, 8, 1]
# [1, 9, 36, 84, 126, 126, 84, 36, 9, 1]


n = 0
results = []
for t in triangles():
    # print('print t----------------------------------')
    print(t)
    results.append(t[:])
    # print('print results----------------------------------')
    # print(results)
    n = n + 1
    if n == 10:
        break
# print(results)  # 测试results
if results == [
    [1],
    [1, 1],
    [1, 2, 1],
    [1, 3, 3, 1],
    [1, 4, 6, 4, 1],
    [1, 5, 10, 10, 5, 1],
    [1, 6, 15, 20, 15, 6, 1],
    [1, 7, 21, 35, 35, 21, 7, 1],
    [1, 8, 28, 56, 70, 56, 28, 8, 1],
    [1, 9, 36, 84, 126, 126, 84, 36, 9, 1]
]:
    print('测试通过!')
else:
    print('测试失败!')