在描述如何使用发电机的许多伟大答案中, 我感到还没有给出一种答案。 这是编程语言理论的答案:

Python 中的收益率语句返回了一个发电机。 Python 的发电机功能返回了连续性( 具体地说, 是一种共同的常规, 但连续性代表了了解情况的一般机制 ) 。

编程语言理论的继续是更根本的计算方法,但通常不会被使用,因为它们极难解释,也很难执行。但是,关于继续的理念很简单:是计算状态尚未完成。在这种状态下,变量的当前值、尚未执行的操作等等被保存。然后,在程序稍后的某个时候,可以援引继续,使程序的变量被重新设置到状态,保存的操作被执行。

以这种更一般的形式, 延续可以用两种方式执行 。 以调用/ cc 方式, 程序堆放的堆放被实际保存, 然后当继续使用时, 堆放被恢复 。

在继续传承风格(CPS)中,续编只是程序员明确管理和传到子例程的正常功能(仅在功能为头等语言的语文中),程序员明确管理和传到子例程。在这种风格中,程序状态代表关闭(和恰好在其中编码的变量),而不是堆叠中某处的变量。 管理控制流程的功能接受继续作为参数(在CPS的某些变异中,功能可能接受多重延续),并通过仅拨打这些函数来操纵控制流程,然后返回。一个非常简单的延续传承风格实例如下:

def save_file(filename):
  def write_file_continuation():
    write_stuff_to_file(filename)

  check_if_file_exists_and_user_wants_to_overwrite(write_file_continuation)

在此(非常简单化的)示例中,程序员将实际写入文件的操作保存为续存(这有可能是一个非常复杂的操作,有许多细节要写出来),然后将这一续存(即作为头等关闭)传递给另一个操作员,该操作员会做一些更多的处理,然后在必要时调用它。 (在实际的 GUI 编程中,我大量使用这种设计模式,要么是因为它可以节省我的代码线,要么更重要的是,在图形用户界面事件触发后管理控制流程。 )

这个职位的其余部分将不失为一般性,将连续性概念化为CPS, 因为它很容易理解和阅读。

调

现在让我们来谈谈Python 的发电机。 发电机是一种特定的子延续类型。 虽然继续一般能够保存计算状态( 即程序调用堆) , 但发电机只能保存循环器的循环状态 。 虽然这个定义对于发电机的某些使用案例来说有点误导 。 例如 :

def f():
  while True:
    yield 4

这显然是一个合理的可循环性,其行为是明确的 -- 每次发电机在发电机上转动时,它就会返回 4 (并永远这样做 ) 。但是,在考虑迭代器时,它可能并不是一种典型的可循环的类型(例如,收藏中的x:Do_hine(x) ) 。 这个例子说明了发电机的力量:如果有什么是迭代器,一个发电机可以保存其迭代状态。

需要重申: 继续可以保存程序堆叠的状态, 发电机可以保存循环状态 。 这意味着继续能力比发电机强大得多, 同时发电机也容易得多。 语言设计师更容易实施,程序设计员更容易使用( 如果您有时间燃烧, 试着读懂和理解关于继续和调用/ cc的页面 ) 。

但您可以很容易地实施(和概念化)发电机,作为延续传承风格的一个简单而具体的例子:

当调用产值时, 它会告诉函数返回一个延续。 当再次调用函数时, 它从它所剩的开始。 所以, 在伪假伪代码( 即不是伪代码, 但不是代码) 中, 生成器的下一个方法基本上如下 :

class Generator():
  def __init__(self,iterable,generatorfun):
    self.next_continuation = lambda:generatorfun(iterable)

  def next(self):
    value, next_continuation = self.next_continuation()
    self.next_continuation = next_continuation
    return value

当产出关键字实际上为实际生成功能的合成糖时, 基本上是类似 :

def generatorfun(iterable):
  if len(iterable) == 0:
    raise StopIteration
  else:
    return (iterable[0], lambda:generatorfun(iterable[1:]))

记住这只是假码,而Python发电机的实际安装则更为复杂。 但是,为了了解正在发生的事情,试图使用持续的传记风格来实施生成器,而不使用产出关键字。

理解产出的快捷键

当您看到带产出语句的函数时,应用这个简单易懂的把戏来理解会发生什么:

在函数开始处插入行结果 = []。 以结果替换每个输出。 附录( 扩展) 。 在函数底部插入一行返回结果 。 耶 - 不再生成语句! 读取并解析代码。 将函数与原始定义比较 。

这个骗局也许能让你了解函数背后的逻辑, 但实际的收益率与列表法中发生的情况大不相同。 在许多情况下, 收益率法会提高记忆效率和速度。 在其他情况下, 这个骗局会让你陷入一个无限的循环, 即使最初的功能运作良好。 阅读以学习更多...

不要弄乱你的循环器 循环器和发电机

首先,当您写作时的循环程序协议

for x in mylist:
    ...loop body...

Python 执行以下两个步骤:

为我的列表获取一个代号 : 调用 exer( mylist) - > 这返回一个具有下一个( ) 方法( 或 __ next__ () () 在 Python 3 中) 的对象 [这是大多数人忘记告诉你 使用传动器环绕项目的步骤 : 继续调用从第 1 步返回的代名器上的下一个( ) 方法 。 下一个( ) 的返回值被指定给 x , 循环体被执行 。 如果从下一个( ) 中提出例外 停止 , 这意味着在循环器中没有更多的值, 循环被退出 。

真相是 Python 执行上述两个步骤, 每当它想绕过对象的内容时, 都会执行上述两个步骤 - 所以它可以是环绕, 但它也可以像其它列表一样是代码 。 extendend( mylist) ( 其中其他列表是 Python 列表 ) 。

这里的我的列表是可替换的, 因为它执行的是循环协议 。 在用户定义的类别中, 您可以使用 ` iter__ () 方法使分类的循环性实例可以被使用。 此方法应该返回一个循环器。 循环器是一个带有下一个( ) 方法的对象。 在同一类中可以同时执行 _ iter__ () 和 下一个( ) , 并有 _ iter__ () 返回自我 。 这将对简单案例有效, 但当您想要两个循环器同时绕过同一个对象时则不行 。

这就是传动程序,许多物体执行这个程序:

内置列表、 词典、 图普尔、 集和文件。 执行 ` iter__ () 的用户定义的分类 。 发电机 。

注意“ 循环” 并不知道它所处理的物体是什么类型 - 它只是遵循了循环程序, 并且乐意在下一个( ) 调用时按项目逐项获得项目 。 内建列表逐项返回项目, 字典逐项返回关键词, 文件逐行返回行等 。 而发电机则返回... 也就是产出来源所在 :

def f123():
    yield 1
    yield 2
    yield 3

for item in f123():
    print item

而不是输出语句, 如果您在 f123 () 中有三个返回语句, 只有第一个将被执行, 而函数会退出 。 但是 f123 () 并不是普通函数 。 当调用 f123 () 时, 它不会返回产值语句中的任何值 。 它返回一个生成对象 。 另外, 该函数并不真正退出 - 它会进入一个中止状态 。 当循环尝试在生成对象上循环时, 函数会从先前返回的产值之后的下一行的中止状态恢复到下一行的状态, 执行下一行代码, 在此情况下, 产生语句, 并返回为下一个项目 。 这一直发生到函数退出, 此时, 生成器将启动暂停, 以及循环退出 。

因此,生成器对象有点像一个适配器 — — 在一端,它展示了迭代程序, 暴露了 `iter___ () 和下一个 () 方法来保持循环的快乐。 但是,在另一端, 它运行着功能, 足以将下一个值调出, 并把它放回中止模式 。

为什么使用发电机?

通常情况下, 您可以写入不使用发电机的代码, 但执行相同的逻辑。 一个选项是使用我之前提到的临时列表“ trick ” 。 这不会在所有情况下都有效, 比如, 如果您有无限环, 或者当您有非常长的列表时它可能无效地使用内存 。 另一种方法是执行一个新的可循环的类别“ 某些东西 ” , 将国家保留在成员中, 并在下一个( ) ( 或 Python 3 ) 方法中执行下一个逻辑步骤 。 根据逻辑, 下一个( ) 方法中的代码可能最终会查找非常复杂和易被错误的代码 。 在这里, 生成器可以提供一个简单明了的解决方案 。

以下是基于收益率的简单方法, 用来计算Fibonacci系列, 解释如下:

def fib(limit=50):
    a, b = 0, 1
    for i in range(limit):
       yield b
       a, b = b, a+b

当你把这个输入你的REPL,然后尝试把它称为, 你会得到一个神秘的结果:

>>> fib()
<generator object fib at 0x7fa38394e3b8>

这是因为向 Python 发出的产出信号 表明您想要创建一个生成器, 即一个根据需求产生价值的物体。

那么,你如何生成这些值?这要么直接通过下一个使用内置函数来实现,要么间接地通过将内置函数输入一个消耗值的构造来实现。

使用下个() 内置函数, 您可以直接引用. extext/ __ extext_ , 迫使生成器产生值 :

>>> g = fib()
>>> next(g)
1
>>> next(g)
1
>>> next(g)
2
>>> next(g)
3
>>> next(g)
5

间接地,如果您为循环提供纤维、列表初始化器、图普特初始化器或其他任何期望产生/产生值的对象,您将“组装”生成器,直到它不再产生(并返回):

results = []
for i in fib(30):       # consumes fib
    results.append(i) 
# can also be accomplished with
results = list(fib(30)) # consumes fib

类似地,图普特首发器:

>>> tuple(fib(5))       # consumes fib
(1, 1, 2, 3, 5)

生成器与功能不同, 因为它很懒。 它通过保持本地状态, 并允许您在需要的时候恢复运行来达到这个目的 。

当你喊叫它的时候,

f = fib()

Python 编译函数, 遇到产出关键字, 只需返回生成对象。 似乎没有什么帮助 。

当您要求它生成第一个值时, 它会直接或间接地执行它发现的所有语句, 直到它遇到一个产量, 然后它会返回您提供的产量和暂停值。 对于一个更能证明这一点的例子, 让我们使用一些打印电话( 如果在 Python 2 上用打印“ text ” 代替 打印“ text ” ):

def yielder(value):
    """ This is an infinite generator. Only use next on it """ 
    while 1:
        print("I'm going to generate the value for you")
        print("Then I'll pause for a while")
        yield value
        print("Let's go through it again.")

现在,输入REPL:

>>> gen = yielder("Hello, yield!")

您现在有一个生成对象, 正在等待一个命令来生成一个值。 使用下一个对象并查看打印的内容 :

>>> next(gen) # runs until it finds a yield
I'm going to generate the value for you
Then I'll pause for a while
'Hello, yield!'

未引用的结果是打印的内容。 引用的结果是从产出中返回的内容。 现在再次调用 :

>>> next(gen) # continues from yield and runs again
Let's go through it again.
I'm going to generate the value for you
Then I'll pause for a while
'Hello, yield!'

生成器记得它被按产出值暂停, 然后从那里恢复。 下一则消息被打印, 并搜索收益声明以在它上再次暂停( 原因是同时循环 ) 。

就像有人要你做5个纸杯蛋糕一样。如果你做了至少一个纸杯蛋糕,你可以在做其他蛋糕时给他们吃。

In [4]: def make_cake(numbers):
   ...:     for i in range(numbers):
   ...:         yield 'Cake {}'.format(i)
   ...:

In [5]: factory = make_cake(5)

这里称为发电机, 它会做蛋糕。 如果您叫作 Make_ 函数, 您可以得到一个发电机, 而不是运行此函数。 这是因为当输出关键字出现在一个函数中时, 它会变成一个生成器 。

In [7]: next(factory)
Out[7]: 'Cake 0'

In [8]: next(factory)
Out[8]: 'Cake 1'

In [9]: next(factory)
Out[9]: 'Cake 2'

In [10]: next(factory)
Out[10]: 'Cake 3'

In [11]: next(factory)
Out[11]: 'Cake 4'

他们消耗了所有的蛋糕, 但他们又要求一个。

In [12]: next(factory)
---------------------------------------------------------------------------
StopIteration                             Traceback (most recent call last)
<ipython-input-12-0f5c45da9774> in <module>
----> 1 next(factory)

StopIteration:

并且他们被告知不要问更多的问题。 所以一旦你消耗了发电机, 你就会用它做。 如果你想要更多的蛋糕,你需要再打电话做蛋糕。 这就像再订一份蛋糕。

In [13]: factory = make_cake(3)

In [14]: for cake in factory:
    ...:     print(cake)
    ...:
Cake 0
Cake 1
Cake 2

您也可以使用上面的生成器来循环。

举个例子:假设你每次问密码时都想要随机密码。

In [22]: import random

In [23]: import string

In [24]: def random_password_generator():
    ...:     while True:
    ...:         yield ''.join([random.choice(string.ascii_letters) for _ in range(8)])
    ...:

In [25]: rpg = random_password_generator()

In [26]: for i in range(3):
    ...:     print(next(rpg))
    ...:
FXpUBhhH
DdUDHoHn
dvtebEqG

In [27]: next(rpg)
Out[27]: 'mJbYRMNo'

这里的 rpg 是一个生成器, 它可以生成无限数量的随机密码。 所以我们也可以说, 当我们不知道序列的长度时, 生成器是有用的, 不同于列表, 列表中有一定数量的元素 。

输出是函数的返回元素。 区别在于, 产出元素将函数转换成生成器。 生成器的行为就像一个函数, 直到某种“ 归属 ” 。 生成器停止直到下一次调用, 并且从与开始的完全相同的点继续。 您可以通过调用列表( 生成器 () ) 获得一个序列中所有“ 属性” 值的序列。

python 的输出与返回语句类似,但有些差异除外。如果要从函数返回多个值,返回语句将把所有值都作为列表返回,并将其存储在调用符块的内存中。但如果我们不想使用额外的内存,会怎样?相反,我们需要在需要时从函数中获取该值。这是产出的来源。考虑以下函数:

def fun():
   yield 1
   yield 2
   yield 3

打电话的人是:

def caller():
   print ('First value printing')
   print (fun())
   print ('Second value printing')
   print (fun())
   print ('Third value printing')
   print (fun())

上述代码段(调用函数),如果调用,产出:-

First value printing
1
Second value printing
2
Third value printing
3

从上文可以看出, 产出返回其调用器的值, 但当函数再次调用时, 它不会从第一个语句开始, 而是从产出后右侧的语句开始。 在上述示例中, “ 第一值打印” 打印, 函数被调用。 1 被回传并打印。 然后, 打印“ 第二值打印” , 并再次调用有趣 () 。 它不打印 1 (第一个语句) , 而是返回 2 , 也就是说, 仅从产出 1 之后的语句 。 同样的程序会进一步重复 。