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詳解Python3中yield生成器的用法

更新時間：2015年08月20日 09:18:20 作者：damotiansheng

這篇文章主要介紹了詳解Python3中yield生成器的用法,是Python入門學(xué)習(xí)中的基礎(chǔ)知識,需要的朋友可以參考下

任何使用yield的函數(shù)都稱之為生成器，如：

def count(n): 
  while n > 0: 
    yield n  #生成值：n 
    n -= 1

另外一種說法：生成器就是一個返回迭代器的函數(shù)，與普通函數(shù)的區(qū)別是生成器包含yield語句，更簡單點(diǎn)理解生成器就是一個迭代器。

使用yield，可以讓函數(shù)生成一個序列，該函數(shù)返回的對象類型是"generator"，通過該對象連續(xù)調(diào)用next()方法返回序列值。

c = count(5) 
c.__next__() #python 3.4.3要使用c.__next__()不能使用c.next()
>>> 5 
c.__next__() 
>>>4

生成器函數(shù)只有在調(diào)用__next()__方法的時候才開始執(zhí)行函數(shù)里面的語句，比如：

def count(n): 
  print ( "cunting" )
  while n > 0: 
    yield n  #生成值：n 
    n -= 1

在調(diào)用count函數(shù)時：c=count(5)，并不會打印"counting"只有等到調(diào)用c.__next__()時才真正執(zhí)行里面的語句。每次調(diào)用__next__()方法時，count函數(shù)會運(yùn)行到語句yield n處為止，__next__()的返回值就是生成值n，再次調(diào)用__next__()方法時，函數(shù)繼續(xù)執(zhí)行yield之后的語句（熟悉Java的朋友肯定知道Thread.yield()方法，作用是暫停當(dāng)前線程的運(yùn)行，讓其他線程執(zhí)行），如：

def count(n): 
  print ("cunting" ) 
  while n > 0: 
    print ('before yield') 
    yield n  #生成值：n 
    n -= 1 
    print ('after yield' )

上述代碼在第一次調(diào)用__next__方法時，并不會打印"after yield"。如果一直調(diào)用__next__方法，當(dāng)執(zhí)行到?jīng)]有可迭代的值后，程序就會報錯：

Traceback (most recent call last): File "", line 1, in StopIteration
所以一般不會手動的調(diào)用__next__方法，而使用for循環(huán)：

for i in count(5): 
  print (i),

實(shí)例：用yield生成器模擬Linux中命令：tail -f file | grep python 用于查找監(jiān)控日志文件中出現(xiàn)有python字樣的行。

import time  
def tail(f):  
  f.seek(0,2)#移動到文件EOF 
  while True:  
    line = f.readline() #讀取文件中新的文本行 
    if not line:  
      time.sleep(0.1)  
      continue  
    yield line  
  
def grep(lines,searchtext):  
  for line in lines:  
    if searchtext in line:  
      yield line 
 
flog = tail(open('warn.log'))  
pylines = grep(flog,'python')  
for line in pylines:  
  print ( line, ) 
#當(dāng)此程序運(yùn)行時，若warn.log文件中末尾有新增一行，且該一行包含python,該行就會被打印出來 
#若打開warn.log時，末尾已經(jīng)有了一行包含python，該行不會被打印，因?yàn)樯厦媸莊.seek(0,2)移動到了文件EOF處 
#故，上面程序?qū)崿F(xiàn)了tail -f warn.log | grep 'python'的功能，動態(tài)實(shí)時檢測warn.log中是否新增現(xiàn)了 
#新的行，且該行包含python

用yield實(shí)現(xiàn)斐波那契數(shù)列：

def fibonacci(): 
  a=b=1 
  yield a 
  yield b 
  while True: 
    a,b = b,a+b 
    yield b

調(diào)用：

for num in fibonacci(): 
  if num > 100: 
    break 
  print (num),

yield中return的作用：
作為生成器，因?yàn)槊看蔚蜁祷匾粋€值，所以不能顯示的在生成器函數(shù)中return 某個值，包括None值也不行，否則會拋出“SyntaxError”的異常，但是在函數(shù)中可以出現(xiàn)單獨(dú)的return，表示結(jié)束該語句。
通過固定長度的緩沖區(qū)不斷讀文件，防止一次性讀取出現(xiàn)內(nèi)存溢出的例子：

def read_file(path): 
  size = 1024 
  with open(path,'r') as f: 
    while True: 
      block = f.read(SIZE) 
      if block: 
        yield block 
      else: 
        return

如果是在函數(shù)中return 具體某個值，就直接拋異常了

>>> def test_return(): 
...   yield 4 
...   return 0 
... 
 File "<stdin>", line 3 
SyntaxError: 'return' with argument inside generator

例子

下面來看幾段代碼示例：

例1:

>>> def mygenerator(): 
...   print 'start...' 
...   yield 5 
...  
>>> mygenerator()      //在此處調(diào)用,并沒有打印出start...說明存在yield的函數(shù)沒有被運(yùn)行,即暫停 
<generator object mygenerator at 0xb762502c> 
>>> mygenerator().next()   //調(diào)用next()即可讓函數(shù)運(yùn)行. 
start... 
5 
>>>

如一個函數(shù)中出現(xiàn)多個yield則next()會停止在下一個yield前,見例2:

例2:

>>> def fun2(): 
...   print 'first' 
...   yield 5 
...   print 'second' 
...   yield 23 
...   print 'end...' 
...  
>>> g1 = fun2() 
>>> g1.next()       //第一次運(yùn)行,暫停在yield 5        
first 
5 
>>> g1.next()       //第二次運(yùn)行,暫停在yield 23 
second 
23 
>>> g1.next()       //第三次運(yùn)行,由于之后沒有yield,再次next()就會拋出錯誤 
end... 
Traceback (most recent call last): 
 File "<stdin>", line 1, in <module> 
StopIteration 
>>>

為什么yield 5會輸出5,yield 23會輸出23?
我們猜測可能是因?yàn)閥ield是表達(dá)式,存在返回值.
那么這是否可以認(rèn)為yield 5的返回值一定是5嗎？實(shí)際上并不是這樣，這個與send函數(shù)存在一定的關(guān)系，這個函數(shù)實(shí)質(zhì)上與next()是相似的，區(qū)別是send是傳遞yield表達(dá)式的值進(jìn)去，而next不能傳遞特定的值，只能傳遞None進(jìn)去，因此可以認(rèn)為g.next()和g.send(None)是相同的。見例3:

例3:

>>> def fun(): 
...   print 'start...' 
...   m = yield 5 
...   print m 
...   print 'middle...' 
...   d = yield 12 
...   print d 
...   print 'end...' 
...  
>>> m = fun()       //創(chuàng)建一個對象 
>>> m.next()        //會使函數(shù)執(zhí)行到下一個yield前 
start... 
5 
>>> m.send('message')   //利用send()傳遞值 
message          //send()傳遞進(jìn)來的  
middle... 
12 
>>> m.next() 
None            //可見next()返回值為空 
end... 
Traceback (most recent call last): 
 File "<stdin>", line 1, in <module> 
StopIteration

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