Python笔记（十七）：生成器
(一)生成器(Generator)
Python生成器是创建迭代器的简单方法。简单来说，生成器是一个函数，它返回一个我们可以迭代的对象（迭代器）（一次一个值）。
因为下面会用到列表生成式,这里先说明下列表生成式:
列表生成式:
theLi = [i*i for i in range(10)]
下面这段代码的效果和上面的列表生成式是一样的(一开始可能不太习惯列表生成式的写法,多写几次就习惯了):
L = [] for i in range(10): L.append(i*i)
可在IDE中将结果打印出来.
(二)创建生成器
1、将列表生成式的[]换成()就行了。
1 theLi = [i*i for i in range(10)] 2 3 print(theLi) 4 #创建一个生成器 5 theGe = (i*i for i in range(10)) 6 7 print('生成器:',theGe)
可以看到,print('生成器:',theGe)输出的是一个生成器对象,不会直接输出结果
2、在函数中定义yield语句就行了(执行到yield语句时,就会返回结果,不过生成器函数和普通函数还是有区别的,下面会说明)
def theGe(): i = 1 yield i print(type(theGe()))
(三)生成器函数和普通函数的区别
1、Generator函数包含一个或多个yield语句。
2、调用生成器函数时,它返回一个生成器对象,但不会立即执行。
3、生成器函数会自动实现__iter__()和__next__()方法。
4、执行顺序不同:普通函数执行到最后一句或者return语句时,就返回结果.而生成器函数,则是每次调用next()方法时执行,遇到yied语句就返回结果,再次执行时从上次结束的yield语句处开始执行.(执行顺序的问题,设个断点运行一次就清楚了)。
5、局部变量和状态会被保存,一直到下一次调用。
6、函数结束时,抛出StopIteration异常。
举个例子:
1 from collections import Iterable 2 from collections import Iterator 3 4 def gen(): 5 6 i = 1 7 print('第一次:',end='') 8 yield i 9 i += 1 10 print('第二次:',end='') 11 yield i 12 i += 1 13 print('第三次:',end='') 14 yield i 15 16 print(type(gen())) 17 #生成器也是迭代器 18 print(isinstance(gen(),Iterable)) 19 print(isinstance(gen(),Iterator)) 20 21 g = gen() 22 print(next(g)) 23 print(next(g)) 24 print(next(g)) 25 print(next(g))
(四)生成器的使用
例如:使用生成器实现杨辉三角
比较简单的一种理解方式,将每一行都看成一个列表,通过末尾补0的方式来计算下一行列表的值.
例如:我们知道第二行的元素,我们可以通过下面这种方式获得三行的元素(这个规律是通用的)
1 #第二行 2 L2 = [1,1] 3 4 L2.append(0) #此时变成了[1,1,0] 5 6 7 L3 = [] 8 # 列表的索引为-1的时候,值=0. L2[-1] = 0 9 L3.append(L2[-1] + L2[0]) 10 L3.append(L2[0]+L2[1]) 11 L3.append(L2[1]+L2[2]) 12 13 print(L3)
而下面这段代码
1 L3 = [] 2 # 列表的索引为-1的时候,值=0. L2[-1] = 0 3 L3.append(L2[-1] + L2[0]) 4 L3.append(L2[0]+L2[1]) 5 L3.append(L2[1]+L2[2])
其实就是:
L3 = [] for i in range(len(L2)): L3.append(L2[i-1] + L2[i])
也是(列表生成式的写法):
1 L3 = [L2[i-1]+L2[i] for i in range(len(L2))]
实现杨辉三角:
1 #杨辉三角 2 def yhTriangles(n): 3 yh = [1] 4 while len(yh) <= n: 5 yield yh 6 yh.append(0) 7 yh = [yh[i-1] + yh[i] for i in range(len(yh))] 8 9 10 for i in yhTriangles(10): 11 print(i)
(五)使用生成器的优势
1、易于实现，代码更简洁，容易阅读。（例如：使用迭代器我们需要自己去定义__iter__()和_next_()方法,而生成器会自动处理这些）
2、对内存更加友好.例如:我们创建一个列表的时候,是一创建就存放到内存中的,如果数据量很大,毫无疑问会占用大量内存(而很多时候,我们可能并不需要访问所有数据)。如果列表元素可以通过某种算法推算出来,一边循环一边计算,这样就能节省大量的内存。Python的生成器就可以实现这种功能.
3、生成器可以代表一个无限的数据流.(无限的数据流是不能直接存放到内存中的,因为内存是有限的)
