python进阶(11)生成器[通俗易懂]

python进阶(11)生成器[通俗易懂]生成器利用迭代器,我们可以在每次迭代获取数据(通过next()方法)时按照特定的规律进行生成。但是我们在实现一个迭代器时,关于当前迭代到的状态需要我们自己记录,进而才能根据当前状态生成下一个数据。

大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。如果您正在找激活码,请点击查看最新教程,关注关注公众号 “全栈程序员社区” 获取激活教程,可能之前旧版本教程已经失效.最新Idea2022.1教程亲测有效,一键激活。

Jetbrains全系列IDE使用 1年只要46元 售后保障 童叟无欺

生成器

利用迭代器,我们可以在每次迭代获取数据(通过next()方法)时按照特定的规律进行生成。但是我们在实现一个迭代器时,关于当前迭代到的状态需要我们自己记录,进而才能根据当前状态生成下一个数据。
为了达到记录当前状态,并配合next()函数进行迭代使用,我们可以采用更简便的语法,即生成器(generator)。生成器是一类特殊的迭代器。
 

创建生成器方法1

要创建一个生成器,有很多种方法。第一种方法很简单,只要把一个列表生成式的 [ ] 改成 ( )

>>> L = [x**2 for x in range(5)]
>>> L
[0, 1, 4, 9, 16]
>>> G = (x**2 for x in range(5))
>>> G
<generator object <genexpr> at 0x7fb63d218750>

创建 L 和 G 的区别仅在于最外层的 [ ] 和 ( ) , L 是一个列表,而 G 是一个生成器。我们可以直接打印出列表L的每一个元素,而对于生成器G,我们可以按照迭代器的使用方法来使用,即可以通过next()函数、for循环、list()等方法使用。

>>> next(G)
0
>>> next(G)
1
>>> next(G)
4
>>> next(G)
9
>>> next(G)
16
>>> next(G)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#39>", line 1, in <module>
    next(G)
StopIteration

>>> G = ( x**2 for x in range(5))
>>> for x in G:
	print(x)

 

创建生成器方法2yield

generator非常强大。如果推算的算法比较复杂,用类似列表生成式的 for 循环无法实现的时候,还可以用函数来实现。
就像之前提到的斐波那切数列
 

注意,在用迭代器实现的方式中,我们要借助几个变量(n、current、num1、num2)来保存迭代的状态。现在我们用生成器来实现一下。

>>> def fib(n):
	current = 0 
	num1, num2 = 0, 1
	while current < n:
		num = num1
		num1, num2 = num2, num1 + num2
		current += 1
		yield num
	return '完成'

>>> F = fib(5)
>>> next(F)
0
>>> next(F)
1
>>> next(F)
1
>>> next(F)
2
>>> next(F)
3
>>> next(F)
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#80>", line 1, in <module>
    next(F)
StopIteration: 完成

在使用生成器实现的方式中,我们将原本在迭代器__next__方法中实现的基本逻辑放到一个函数中来实现,但是将每次迭代返回数值的return换成了yield,此时新定义的函数便不再是函数,而是一个生成器了。
简单来说:只要在def中有yield关键字的 就称为 生成器
 
此时按照调用函数的方式( 案例中为F = fib(5) )使用生成器就不再是执行函数体了,而是会返回一个生成器对象( 案例中为F ),然后就可以按照使用迭代器的方式来使用生成器了。

>>> for n in fib(5):
	print(n)

0
1
1
2
3
>>> 

但是用for循环调用generator时,发现拿不到generator的return语句的返回值。如果想要拿到返回值,必须捕获StopIteration错误,返回值包含在StopIteration的value中:

>>> g = fib(5)
>>> while True:
	try:
		x = next(g)
		print(f"value:{x}")
	except StopIteration as e:
		print(f"生成器返回值:{e.value}")
		break

value:0
value:1
value:1
value:2
value:3
生成器返回值:完成

 

生成器和列表的对比

# 列表的内存开销和运行时间
start_time = time.perf_counter()  
list1 = [i for i in range(2, 10001, 2)]
cost_time = time.perf_counter()-start_time
print(f"创建列表的时间:{cost_time}")
print(f"内存开销为{sys.getsizeof(list1)}字节")

# 生成器的内存开销和运行时间
start_time1 = time.perf_counter()
g = (i for i in range(2, 10001, 2))
cost_time1 = time.perf_counter()-start_time1
print(f"创建列表的时间:{cost_time1}")
print(f"内存开销为{sys.getsizeof(g)}字节")

结果

创建列表的时间:0.00024577200000000174
内存开销为43048字节
创建列表的时间:2.2140000000003823e-06
内存开销为128字节

通过结果,我们可以明显的看出,生成器的内存开销和运行速度要明显比列表的要更节省内存,运行速度更快
 

生成器的运用场景

如果有一个包含100w个元素的列表,但是我们仅仅只想访问前3个,那么后面的列表元素占用的内存空间都是浪费的,这个时候我们没必要创建完成的list,可以使用生成器,从而可以节省大量内存空间
 

总结

  • 使用了yield关键字的函数不再是函数,而是生成器。(使用了yield的函数就是生成器)
  • yield关键字有两点作用:
    • 保存当前运行状态(断点),然后暂停执行,即将生成器(函数)挂起
    • 将yield关键字后面表达式的值作为返回值返回,此时可以理解为起到了return的作用
  • 可以使用next()函数让生成器从断点处继续执行,即唤醒生成器(函数)
  • Python3中的生成器可以使用return返回最终运行的返回值,而Python2中的生成器不允许使用return返回一个返回值(即可以使用return从生成器中退出,但return后不能有任何表达式)。
     

使用send唤醒

我们除了可以使用next()函数来唤醒生成器继续执行外,还可以使用send()函数来唤醒执行。使用send()函数的一个好处是可以在唤醒的同时向断点处传入一个附加数据。
 
例子:执行到yield时,gen函数作用暂时保存,返回i的值; temp接收下次c.send("python"),send发送过来的值,c.next()等价c.send(None)

>>> def gen():
	i = 0
	while i < 5:
		temp = yield i
		print(temp)
		i += 1

使用send

>>> f = gen()
>>> next(f)
0
>>> f.send('haha')
haha
1
>>> next(f)
None
2
>>> f.send('haha')
haha
3
>>> 
版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容, 请联系我们举报,一经查实,本站将立刻删除。

发布者:全栈程序员-站长,转载请注明出处:https://javaforall.net/165491.html原文链接:https://javaforall.net

(0)
上一篇 2022年7月30日 上午11:36
下一篇 2022年7月30日 上午11:46


相关推荐

  • UML时序图简析[通俗易懂]

    UML时序图简析[通俗易懂]前言在嵌入式软件开发中,必然会遇到与其他控制板卡或者服务器通信的情况。比如,制作一个无线远程控制系统。系统分为,输入设备,云端服务器,执行设备。其中输入设备,用户可以通过设备上的触摸屏进行交互,控制或者监测远程设备云端服务器,收发终端,接收输入设备的命令,并将其转换为执行设备可识别的信号发送到可执行设备。执行设备,执行服务器发送过来的命令,并且反馈当前的设备的一些状态.简单如下图所示。一般,这样的系统需要多人共同协作完成,输入设备的开发人员负责输入设备开发,云端负责云端,执行端负责执行端

    2022年6月16日
    69
  • 单元测试与集成测试

    单元测试与集成测试软件测试分类按测试用例的设计方法 软件测试分为白盒测试和黑盒测试 按测试策略和过程 软件测试分为单元测试 集成测试 确认测试和系统测试 按软件系统工程 测试是软件质量保证的最后的一关 高质量的程序取决于以下几个方面 高质量的设计 规范的编码 有效的测试开发部的测试效果不好 为什么 没有时间测试 不知道怎样测试 不好组织 缺乏方法和工具这种情况下

    2026年3月20日
    1
  • update 语句

    update 语句今天在做题的时候遇见一个这样的问题给定一个 salary 表 如下所示 有 m 男性和 f 女性的值 交换所有的 f 和 m 值 例如 将所有 f 值更改为 m 反之亦然 要求只使用一个更新 Update 语句 并且没有中间的临时表 注意 您必只能写一个 Update 语句 请不要编写任何 Select 语句 例如 id name sex salar

    2026年3月18日
    1
  • 使用ThinkPHP框架高速开发站点(多图)

    使用ThinkPHP框架高速开发站点(多图)

    2021年12月5日
    43
  • 过滤器与拦截器详解图_过滤器 拦截器

    过滤器与拦截器详解图_过滤器 拦截器过滤器详解依赖于servlet容器,实现基于函数回调,可以对几乎所有请求进行过滤,但是缺点是一个过滤器实例只能在容器初始化时调用一次。使用过滤器的目的是用来做一些过滤操作,获取我们想要获取的数据,过滤器一般用于登录权限验证、资源访问权限控制、敏感词汇过滤、字符编码转换等等操作,便于代码重用,不必每个servlet中进行冗余操作。Java中的Filter并不是一个标准的Servlet,它…

    2022年8月23日
    8
  • Spark Streaming Join「建议收藏」

    Spark Streaming Join「建议收藏」多数据源Join思路多数据源Join大致有以下三种思路:数据源端Join,如Android/IOS客户端在上报用户行为数据时就获取并带上用户基础信息。计算引擎上Join,如用SparkStreaming、Flink做Join。结果端Join,如用HBase/ES做Join,Join键做Rowkey/_id,各字段分别写入列簇、列或field。三种思路各有优劣,使用时注意…

    2022年6月30日
    34

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注全栈程序员社区公众号