python 生成器 generator

一、生成器定义

通过列表生成表达式，我们可以直接创建一个列表。但是，受到内存限制，列表容量肯定是有限的。所以，如果列表元素可以按照某种算法推算出来，那我们是否可以在循环的过程中不断推算出后续的元素呢？这样就不必创建完整的list，从而节省大量的空间。在Python中，这种一边循环一边计算的机制，称为生成器：generator。

 >>> l = [x * x for x in range(10)]
 >>> l
 [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
 >>> g = (x * x for x in range(10))
 >>> g
 <generator object <genexpr> at 0x1013e0780>

二、表达式生成器

创建l和g的区别仅在于最外层的[]和()，l是一个list，而g是一个generator。可以直接打印出l的每一个元素，打印出g的每一个元素需要使用next()函数。

 >>> g = (x * x for x in range(10))
 >>> g
 <generator object <genexpr> at 0x1013e0780>
 >>> next(g)
 0
 >>> next(g)
 1
 >>> next(g)
 4
 >>> next(g)
 9
 >>> next(g)
 16
 >>> next(g)
 25
 >>> next(g)
 36
 >>> next(g)
 49
 >>> next(g)
 64
 >>> next(g)
 81
 >>> next(g)
 Traceback (most recent call last):
   File "<stdin>", line 1, in <module>
 StopIteration

generator保存的是算法，每次调用next(g)，就计算出g的下一个元素的值，直到计算到最后一个元素，没有更多的元素时，抛出StopIteration的错误。

 >>> g = (x * x for x in range(10))
 >>> for n in g:
 ...     print(n)
 ...
 0
 1
 4
 9
 16
 25
 36
 49
 64
 81

首先generator是可迭代对象，所以可以使用for in循环遍历。该遍历的本质是for in循环内部调用next()函数获取每一个元素，并且捕获StopIteration异常，结束遍历。

三、函数生成器

斐波拉契数列用列表生成式写不出来，但是，用函数把它打印出来却很容易。

 >>> def fib(max):
 ...     n, a, b = 0, 0, 1
 ...     while n < max:
 ...         yield b
 ...         a, b = b, a + b
 ...         n += 1
 ...     raise StopIteration('done')
 ...
 >>> fib(6)
 <generator object fib at 0x1013e0780>
 >>> for i in fib(6):
 ...     print(i)
 ...
 1
 1
 2
 3
 5
 8
 >>> g = fib(6)
 >>> while True:
 ...     try:
 ...         next(g)
 ...     except StopIteration as e:
 ...         print(e.value)
 ...         break
 ...
 1
 1
 2
 3
 5
 8
 done