Python 代碼中的 yield 關(guān)鍵字到底是什么
在Python編程中,有一個強大而神秘的關(guān)鍵字,那就是yield。初學(xué)者常常被它搞得暈頭轉(zhuǎn)向,而高級開發(fā)者則借助它實現(xiàn)高效的代碼。到底yield是什么?它又是如何在Python代碼中發(fā)揮作用的呢?讓我們一起來揭開它的面紗。
Python里的一個非常重要但也頗具迷惑性的關(guān)鍵詞——yield。
什么是yield?為什么我們需要在Python中使用它?
來,讓我們一起來拆解一下,看看yield到底是個啥。
迭代與可迭代對象
要搞明白yield,咱們先得弄清楚什么是可迭代對象(iterables)。
所謂可迭代對象,簡單來說,就是你可以逐個讀取其元素的對象,比如列表、字符串、文件等等。舉個例子,當你創(chuàng)建一個列表時,你可以用for循環(huán)一個個地讀取它的元素:
mylist = [1, 2, 3] for i in mylist: print(i)
輸出會是:
1
2
3
這里的mylist就是一個可迭代對象。你還可以用列表推導(dǎo)式(list comprehension)來創(chuàng)建一個列表,它同樣也是可迭代的:
mylist = [x*x for x in range(3)] for i in mylist: print(i)
輸出是:
1
2
3
凡是你可以用for... in...來操作的東西,都是可迭代對象,包括列表、字符串、文件等等。
可迭代對象非常方便,因為你可以任意多次地讀取它們的值,但前提是你得把所有值都存儲在內(nèi)存里。這就帶來了一個問題:當數(shù)據(jù)量很大時,這種方式顯然不太合適。
生成器
生成器(generators)是迭代器的一種,你只能遍歷它們一次。生成器不像列表那樣把所有的值都存儲在內(nèi)存里,而是即用即生成。來看看生成器的例子:???????
mygenerator = (x*x for x in range(3)) for i in mygenerator: print(i)
輸出和列表推導(dǎo)式一樣:???????
0
1
4
但注意了,生成器只能使用一次,因為它們會“邊用邊忘”:計算0后忘記0,計算1后忘記1,最后計算4后結(jié)束。再用同一個生成器對象做for循環(huán)就沒有結(jié)果了。
yield關(guān)鍵詞
說到y(tǒng)ield,這是個類似于return的關(guān)鍵詞,但它返回的不是一個值,而是一個生成器??纯催@個例子:???????
def create_generator(): mylist = range(3) for i in mylist: yield i*i mygenerator = create_generator() # 創(chuàng)建一個生成器 print(mygenerator) # mygenerator 是一個生成器對象!
輸出是:
<generator object create_generator at 0xb7555c34>
通過for循環(huán)遍歷這個生成器:???????
for i in mygenerator: print(i)
輸出:???????
0
1
4
這個例子看起來簡單,但它在處理大量數(shù)據(jù)時特別有用,因為生成器只在需要時生成值,而不是一次性生成所有值然后存儲在內(nèi)存中。
深入理解yield
為了徹底掌握yield,我們需要理解當調(diào)用生成器函數(shù)時,函數(shù)體內(nèi)的代碼并不會立即執(zhí)行。函數(shù)返回的是一個生成器對象,然后你的代碼會在每次調(diào)用for循環(huán)時從上次中斷的地方繼續(xù)執(zhí)行,直到遇到下一個yield。
第一次調(diào)用for循環(huán)時,生成器對象會從頭開始運行函數(shù)中的代碼,直到遇到y(tǒng)ield,然后返回循環(huán)中的第一個值。隨后的每次調(diào)用都會執(zhí)行函數(shù)中循環(huán)的下一次迭代,直到生成器不再有值返回。這可能是因為循環(huán)結(jié)束了,或者條件不再滿足。
來看看一個實際的例子:?
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
這里的代碼在每次使用生成器對象時都會被調(diào)用:
如果節(jié)點對象還有左子節(jié)點并且距離合適,返回下一個子節(jié)點。
如果節(jié)點對象還有右子節(jié)點并且距離合適,返回下一個子節(jié)點。
如果沒有更多子節(jié)點,生成器會被認為是空的。
調(diào)用這個生成器的方法如下:???????
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
這里的代碼有幾個巧妙之處:
- 循環(huán)遍歷一個列表,而列表在循環(huán)過程中會擴展。這樣可以方便地遍歷所有嵌套的數(shù)據(jù),雖然有些危險,因為可能會陷入無限循環(huán)。在這個例子中,candidates.extend(node._get_child_candidates(distance, min_dist, max_dist))用盡生成器的所有值,但while循環(huán)不斷創(chuàng)建新的生成器對象,因為它們作用在不同的節(jié)點上會產(chǎn)生不同的值。
- extend()方法是列表對象的方法,它期望一個可迭代對象,并將其值添加到列表中。通常我們傳遞一個列表給它,但在代碼中,它接收一個生成器,這是個好主意,因為:
- 你不需要讀取值兩次。
- 你可能有很多子節(jié)點,不想全部存儲在內(nèi)存中。
這段代碼展示了Python為何如此酷:它不在乎方法的參數(shù)是列表還是其他可迭代對象。這種特性叫鴨子類型(duck typing),也是Python靈活性的一個體現(xiàn)。
高級用法
再來看一個更高級的用法——控制生成器的耗盡:???????
class Bank(): crisis = False def create_atm(self): while not self.crisis: yield "$100" hsbc = Bank() corner_street_atm = hsbc.create_atm() print(next(corner_street_atm)) # 輸出 $100 print(next(corner_street_atm)) # 輸出 $100 print([next(corner_street_atm) for _ in range(5)]) # 輸出 ['$100', '$100', '$100', '$100', '$100'] hsbc.crisis = True print(next(corner_street_atm)) # 輸出 StopIteration
這里我們模擬了一個ATM機,在銀行沒有危機時,你可以不斷取錢,但一旦危機來了,ATM機就會停止工作,即使是新的ATM機也不能再取錢了。
itertools模塊
最后,給大家介紹一個非常有用的模塊——itertools。這個模塊包含了很多操作可迭代對象的特殊函數(shù)。如果你曾經(jīng)希望復(fù)制一個生成器、連接兩個生成器、用一行代碼將值分組到嵌套列表中,或者在不創(chuàng)建另一個列表的情況下使用map和zip,那么就應(yīng)該導(dǎo)入itertools。
舉個例子,我們看看四匹馬比賽的可能到達順序:???????
import itertools horses = [1, 2, 3, 4] races = itertools.permutations(horses) print(list(itertools.permutations(horses)))
輸出:
[(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)]
itertools模塊簡直是Python程序員的好伙伴,可以讓你在處理迭代對象時如虎添翼。
總結(jié)
yield是Python中一個強大的工具,它可以幫助你以一種高效的方式處理大量數(shù)據(jù)。理解yield的工作原理對于掌握Python編程至關(guān)重要。
在大數(shù)據(jù)時代,處理海量數(shù)據(jù)已成為常態(tài)。生成器作為一種高效的數(shù)據(jù)處理方式,因其優(yōu)越的內(nèi)存管理能力,受到了越來越多開發(fā)者的青睞。無論是日志處理、數(shù)據(jù)流分析,還是實時數(shù)據(jù)處理,生成器都展現(xiàn)了不可替代的價值。
通過對yield的詳解,我們不僅理解了它的基本概念和用法,還認識到它在高效數(shù)據(jù)處理中的重要性。掌握yield,將為你的Python編程之旅增添一把利器。
到此這篇關(guān)于Python 代碼中的 yield 關(guān)鍵字到底是什么的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python 代碼中的 yield 內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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