(转载)Python中关键词yield怎么用?
原文: https://stackoverflow.com/questions/231767/what-does-the-yield-keyword-do
译文: https://zhuanlan.zhihu.com/p/23276711?refer=passer
英文ok的同学可以原文译文都读一下
问题描述:Python中关键词yield怎么用?它的作用是什么?举个例子:我正在尝试理解下面的代码
def _get_child_candidates(self, distance, min_dist, max_dist):
if self._leftchild and distance - max_dist < self._median:
yield self._leftchild
if self._rightchild and distance + max_dist >= self._median:
yield self._rightchild
下面是对它的调用:
result, candidates = list(), [self]
while candidates:
node = candidates.pop()
distance = node._get_dist(obj)
if distance <= max_dist and distance >= min_dist:
result.extend(node._values)
candidates.extend(node._get_child_candidates(distance, min_dist, max_dist))
return result
我的问题是:当_get_child_candidates这个方法被调用的时候,到底发生了什么?是返回一个list,还是返回一个单个元素?后续的调用将在什么时候终止?
[1]上述代码来自 Jochen Schulz (jrschulz),他做了一个度量空间的Python库。以下是代码的完整链接:Module mspace.
要理解yield是什么,它干什么。首先你要了解可迭代对象(Iterable),然后再去了解生成器(generators),最后你才能了解yield。
当你定义了一个list之后,你可以一个一个的读取其中的元素。遍历list中的元素这个动作我们就把它称做:迭代(Iteration)。
>>> mylist = [1, 2, 3]
>>> for i in mylist:
... print(i)
1
2
3
以上的 mylist是一个可迭代对象(Iterable),当你使用列表推导式(list comprehension)创建一个list,相当于创建了一个可迭代对象(Iterable)。
[1]不理解列表推导式(list comprehension)可以点击这里:Python 学习笔记 02
>>> mylist = [x*x for x in range(3)]
>>> for i in mylist:
... print(i)
0
1
4
像lists, strings, files...这种任何一个可以用for... in...遍历的对象都称作可迭代对象(Iterable)。使用这些可迭代对象是非常方便的,因为你可以随时随地的去取出你想要的值。但是这些值都是存在内存中的,所以当你有很多值的时候,很可能将会产生不好的效果。
生成器(generators)是一种迭代器(iterators),但是你仅仅可以对他们进行一次迭代,这是因为它们并没有把所有的值存在内存中,而是在运行时生成值。
>>> mygenerator = (x*x for x in range(3))
>>> for i in mygenerator:
... print(i)
0
1
4
除了在迭代器(iterators)使用“[]”,而在 生成器(generators)中使用“()”这一点不同之外,生成器(generators)是和迭代器(iterators)几乎是一模一样的,但是你永远不能进行第二次“for i in mygenerator”操作,因为一个生成器(generators)只能被使用一次:生成器中的内容,访问一次之后就不能在访问第二次。
Yield关键词的用法与return的用法几乎一致,他们只有一个区别: 当某个函数使用Yield时,该函数将返回一个生成器(generators)
>>> def createGenerator():
... mylist = range(3)
... for i in mylist:
... yield i*i
...
>>> mygenerator = createGenerator() # create a generator
>>> print(mygenerator) # mygenerator is an object!
<generator object createGenerator at 0xb7555c34>
>>> for i in mygenerator:
... print(i)
0
1
4
看看上面这个例子,这个例子说明:createGeneraor()函数将会返回一个值的集合,你仅仅需要去遍历一次这个集合就可以得到你想要的结果了。
为了精通 yield ,你必须要理解:当你调用这个函数的时候,函数内部的代码并不立马执行 ,这个函数只是返回一个生成器对象,这有点蹊跷不是吗。那么,函数内的代码什么时候执行呢?当你使用for进行迭代的时候【原来的翻译是:要完全的理解yield,你必须搞明白下面这段话:当使用yield的时候,写在yield后面的代码并不会执行,它仅仅会返回一个生成器(generators),这段代码只会在你遍历这个返回的生成器的时候开始运行。】
现在到了最难理解的地方了:
第一次,for在遍历上述方法中创建的mylist的时候,循环体内的代码将从头开始运行一直到它碰到yield关键词,它将返回循环内的第一个值,然后再次执行循环体内代码,返回循环内产生的第二个值,一直到这个循环结束。
下面开始讲解你给出的代码。
Generator(生成器)
# 在这里,你给node对象创建了一个方法,这个方法将会返回一个生成器。
def node._get_child_candidates(self, distance, min_dist, max_dist):
#在你每次使用生成器(generators)时候会调用下面这段代码。
#如果node对象还有左子节点,并且深度距离符合下述条件,那么返回下一个子节点。
if self._leftchild and distance - max_dist < self._median:
yield self._leftchild
# 如果node对象还有右子节点,并且深度距离符合下述条件,那么返回下一个子节点。
if self._rightchild and distance + max_dist >= self._median:
yield self._rightchild
# 如果函数运行到了这里,说明Generator(生成器)此时已经为空了。
Caller(调用):
# 创建一个空的list和一个当前对象的引用list
result, candidates = list(), [self]
# 遍历candidates,一开始他仅仅包含一个元素
while candidates:
# 获取并删除list中最后位置上的candidate
node = candidates.pop()
# 获取candidate到obj之间的距离
distance = node._get_dist(obj)
# 如果距离符合下述条件,则把candidate附加到result里面
if distance <= max_dist and distance >= min_dist:
result.extend(node._values)
#把candidates list中所有candidate对象的所有子节点都添加到candidates中
candidates.extend(node._get_child_candidates(distance, min_dist, max_dist))
return result
其实到这里问题已经有了一个比较明确的回答了==
上面的代码有小部分要说明的:
- extend()是list对象的方法,用于在列表末尾一次性追加另一个序列中的多个值。
>>> a = [1, 2]
>>> b = [3, 4]
>>> a.extend(b)
>>> print(a)
[1, 2, 3, 4]
在你的代码中使用的是一个generator(生成器),这有几个优点:
- 你不要再次去读取这些值
- 可能有很多子节点,你不想让他们存在内存中
Python不关心某个方法的参数是不是一个列表list,Python预想它是一个可迭代对象(Iterable),所以当这个参数是strings、lists或者generators的时候可以正确执行!这就被称作duck typing[1]
[1]:Duck typing:是动态类型的一种风格。在这种风格中,一个对象有效的语义,不是由继承自特定的类或实现特定的接口,而是由当前方法和属性的集合决定。在 Duck typing中,关注的不是对象的类型本身,而是它是如何使用的。
我们这里可以先暂停,进一步了解一下generator的用法:
控制一个 generator防止它被耗尽。
>>> class Bank(): # 我们建造一个银行,并且修建一些ATMs
... crisis = False
... def create_atm(self):
... while not self.crisis:
... yield "$100"
>>> hsbc = Bank() # 不出意外的时候,ATM可以任你取钱。
>>> corner_street_atm = hsbc.create_atm()
>>> print(corner_street_atm.next())
$100
>>> print(corner_street_atm.next())
$100
>>> print([corner_street_atm.next() for cash in range(5)])
['$100', '$100', '$100', '$100', '$100']
>>> hsbc.crisis = True # 经济危机来了,你不能再取钱了。
>>> print(corner_street_atm.next())
<type 'exceptions.StopIteration'>
>>> wall_street_atm = hsbc.create_atm() # it's even true for new ATMs
>>> print(wall_street_atm.next())
<type 'exceptions.StopIteration'>
>>> hsbc.crisis = False # 问题是, 尽管是经济危机之后,ATM还是空的。
>>> print(corner_street_atm.next())
<type 'exceptions.StopIteration'>
>>> brand_new_atm = hsbc.create_atm() # 建造一个新的ATM,并使用。
>>> for cash in brand_new_atm:
... print cash
$100
$100
$100
$100
$100
$100
$100
$100
$100
...
它是非常有用的比如用来控制资源的访问。
Python的内建模块itertools提供了非常有用的用于操作迭代对象的函数。你曾经有做过一个generator?关联两个generators?并为此感到厌烦吗?
你只需要import itertools.(导入itertools)(有关于Itertools的更多用法,大家可以访问:itertools - 廖雪峰的官方网站)
让我们看个例子:
>>> horses = [1, 2, 3, 4]
>>> races = itertools.permutations(horses)
>>> print(races)
<itertools.permutations object at 0xb754f1dc>
>>> print(list(itertools.permutations(horses)))
[(1, 2, 3, 4),
(1, 2, 4, 3),
(1, 3, 2, 4),
(1, 3, 4, 2),
(1, 4, 2, 3),
(1, 4, 3, 2),
(2, 1, 3, 4),
(2, 1, 4, 3),
(2, 3, 1, 4),
(2, 3, 4, 1),
(2, 4, 1, 3),
(2, 4, 3, 1),
(3, 1, 2, 4),
(3, 1, 4, 2),
(3, 2, 1, 4),
(3, 2, 4, 1),
(3, 4, 1, 2),
(3, 4, 2, 1),
(4, 1, 2, 3),
(4, 1, 3, 2),
(4, 2, 1, 3),
(4, 2, 3, 1),
(4, 3, 1, 2),
(4, 3, 2, 1)]