我很难理解PEP 380。

在什么情况下yield from是有用的? 经典用例是什么? 为什么将其与微线程进行比较?

到目前为止,我使用过生成器,但从未真正使用过协程(由PEP-342引入)。尽管有一些相似之处,生成器和协程基本上是两个不同的概念。理解协程(不仅仅是生成器)是理解新语法的关键。

以我之见,协程是Python中最晦涩的特性,大多数书籍都让它看起来毫无用处和无趣。


感谢这些精彩的回答,但特别感谢agf和他的评论链接到David Beazley的演讲。


当前回答

简单地说,yield from为迭代器函数提供了尾部递归。

其他回答

一个简短的例子将帮助您理解yield from的用例之一:从另一个生成器获取价值

def flatten(sequence):
    """flatten a multi level list or something
    >>> list(flatten([1, [2], 3]))
    [1, 2, 3]
    >>> list(flatten([1, [2], [3, [4]]]))
    [1, 2, 3, 4]
    """
    for element in sequence:
        if hasattr(element, '__iter__'):
            yield from flatten(element)
        else:
            yield element

print(list(flatten([1, [2], [3, [4]]])))

Yield从基本链迭代器以有效的方式:

# chain from itertools:
def chain(*iters):
    for it in iters:
        for item in it:
            yield item

# with the new keyword
def chain(*iters):
    for it in iters:
        yield from it

正如您所看到的,它删除了一个纯Python循环。这几乎就是它所做的一切,但是链接迭代器是Python中非常常见的模式。

线程基本上是一种特性,它允许您在完全随机的点跳出函数,并跳回另一个函数的状态。线程管理器经常这样做,因此程序似乎同时运行所有这些函数。问题是这些点是随机的,所以您需要使用锁定来防止管理器在有问题的点上停止函数。

在这个意义上,生成器与线程非常相似:它们允许您指定特定的点(当它们屈服时),您可以在那里插入和退出。当以这种方式使用时,生成器称为协程。

阅读这篇关于Python协程的优秀教程,了解更多细节

Yield from生成一个生成器,直到生成器为空,然后继续执行以下代码行。

e.g.

def gen(sequence):
    for i in sequence:
        yield i


def merge_batch(sub_seq):
    yield {"data": sub_seq}

def modified_gen(g, batch_size):
    stream = []
    for i in g:
        stream.append(i)
        stream_len = len(stream)
        if stream_len == batch_size:
            yield from merge_batch(stream)
            print("batch ends")
            stream = []
            stream_len = 0

运行这个程序会得到:

In [17]: g = gen([1,2,3,4,5,6,7,8,9,10])
In [18]: mg = modified_gen(g, 2)
In [19]: next(mg)
Out[19]: {'data': [1, 2]}

In [20]: next(mg)
batch ends
Out[20]: {'data': [3, 4]}

In [21]: next(mg)
batch ends
Out[21]: {'data': [5, 6]}

In [22]: next(mg)
batch ends
Out[22]: {'data': [7, 8]}

In [23]: next(mg)
batch ends
Out[23]: {'data': [9, 10]}

In [24]: next(mg)
batch ends
---------------------------------------------------------------------------
StopIteration                             Traceback (most recent call last)
Input In [24], in <cell line: 1>()
----> 1 next(mg)

StopIteration: 

因此,yield from可以从另一个生成器获取输出,做一些修改,然后将自己的输出作为生成器本身提供给其他生成器。

在我看来,这是yield from的主要用例之一

让我们先解决一件事。从g中得到的收益与从g中得到的v是等价的:从v中得到的收益甚至没有开始公正地解释从g中得到的收益是关于什么的。因为,让我们面对它,如果所有的yield from does都是扩展for循环,那么它就不能保证将yield from添加到语言中,并排除在Python 2.x中实现一大堆新特性。

yield from所做的是在调用者和子生成器之间建立一个透明的双向连接:

连接是“透明的”,因为它将正确地传播所有内容,而不仅仅是正在生成的元素(例如,异常被传播)。 这种连接是“双向的”,即数据既可以从生成器发送,也可以发送到生成器。

(如果我们谈论的是TCP, yield from g可能意味着“现在暂时断开我客户端的套接字,并将其重新连接到另一个服务器套接字”。)

顺便说一句,如果你不确定将数据发送到生成器意味着什么,你需要先放弃所有东西,阅读协同例程——它们非常有用(与子例程相比),但不幸的是,在Python中鲜为人知。Dave Beazley的《关于协程的好奇课程》是一个很好的开始。阅读幻灯片24-33作为快速入门。

使用yield从生成器读取数据

def reader():
    """A generator that fakes a read from a file, socket, etc."""
    for i in range(4):
        yield '<< %s' % i

def reader_wrapper(g):
    # Manually iterate over data produced by reader
    for v in g:
        yield v

wrap = reader_wrapper(reader())
for i in wrap:
    print(i)

# Result
<< 0
<< 1
<< 2
<< 3

我们可以直接放弃reader(),而不是手动迭代它。

def reader_wrapper(g):
    yield from g

这是可行的,我们减少了一行代码。这样的意图可能会更清楚一些(也可能不是)。但没有改变生活。

使用第1部分中的yield将数据发送到生成器(协程)

现在让我们做一些更有趣的事情。让我们创建一个名为writer的协程,它接受发送给它的数据并写入套接字、fd等。

def writer():
    """A coroutine that writes data *sent* to it to fd, socket, etc."""
    while True:
        w = (yield)
        print('>> ', w)

现在的问题是,包装器函数应该如何处理向写入器发送数据,以便将发送到包装器的任何数据透明地发送到writer()?

def writer_wrapper(coro):
    # TBD
    pass

w = writer()
wrap = writer_wrapper(w)
wrap.send(None)  # "prime" the coroutine
for i in range(4):
    wrap.send(i)

# Expected result
>>  0
>>  1
>>  2
>>  3

包装器需要接受发送给它的数据(显然),并且还应该在for循环耗尽时处理StopIteration。很明显,只是在coro中为x做:屈服x是不行的。这里有一个有效的版本。

def writer_wrapper(coro):
    coro.send(None)  # prime the coro
    while True:
        try:
            x = (yield)  # Capture the value that's sent
            coro.send(x)  # and pass it to the writer
        except StopIteration:
            pass

或者,我们可以这样做。

def writer_wrapper(coro):
    yield from coro

这节省了6行代码,使它更易于阅读,而且它就是这样工作的。魔法!

向生成器发送数据-第2部分-异常处理

让我们把它变得更复杂。如果我们的编写器需要处理异常怎么办?让我们假设编写器处理了一个SpamException,如果遇到它就打印***。

class SpamException(Exception):
    pass

def writer():
    while True:
        try:
            w = (yield)
        except SpamException:
            print('***')
        else:
            print('>> ', w)

如果我们不改变writer_wrapper呢?这有用吗?让我们尝试

# writer_wrapper same as above

w = writer()
wrap = writer_wrapper(w)
wrap.send(None)  # "prime" the coroutine
for i in [0, 1, 2, 'spam', 4]:
    if i == 'spam':
        wrap.throw(SpamException)
    else:
        wrap.send(i)

# Expected Result
>>  0
>>  1
>>  2
***
>>  4

# Actual Result
>>  0
>>  1
>>  2
Traceback (most recent call last):
  ... redacted ...
  File ... in writer_wrapper
    x = (yield)
__main__.SpamException

它不起作用,因为x = (yield)会引发异常,所有事情都会戛然而止。让我们让它工作,但手动处理异常并将它们发送或抛出到子生成器(写入器)

def writer_wrapper(coro):
    """Works. Manually catches exceptions and throws them"""
    coro.send(None)  # prime the coro
    while True:
        try:
            try:
                x = (yield)
            except Exception as e:   # This catches the SpamException
                coro.throw(e)
            else:
                coro.send(x)
        except StopIteration:
            pass

这个作品。

# Result
>>  0
>>  1
>>  2
***
>>  4

但这个也一样!

def writer_wrapper(coro):
    yield from coro

yield from透明地处理向子生成器发送值或将值抛出。

但这仍然没有涵盖所有的极端情况。如果外部发电机关闭会发生什么?当子生成器返回一个值时(是的,在Python 3.3+中,生成器可以返回值),该如何传播返回值?透明地处理所有极端情况的结果确实令人印象深刻。Yield from只是神奇地工作并处理所有这些情况。

我个人认为yield from是一个糟糕的关键字选择,因为它没有使双向性质明显。还有其他关键字被提议(比如delegate),但被拒绝了,因为向语言中添加一个新的关键字比组合现有的关键字要困难得多。

总之,最好将yield from看作调用者和子生成器之间的透明双向通道。

引用:

PEP 380 -委托给子生成器的语法(Ewing) [v3.3, 2009-02-13] Pep 342 - 基于增强生成器的协同程序(GvR, Eby) [v2.5, 2005-05-10]

Wherever you invoke a generator from within a generator you need a "pump" to re-yield the values: for v in inner_generator: yield v. As the PEP points out there are subtle complexities to this which most people ignore. Non-local flow-control like throw() is one example given in the PEP. The new syntax yield from inner_generator is used wherever you would have written the explicit for loop before. It's not merely syntactic sugar, though: It handles all of the corner cases that are ignored by the for loop. Being "sugary" encourages people to use it and thus get the right behaviors.

这条讨论线程中的消息讨论了这些复杂性:

对于PEP 342引入的附加生成器特性,这是不可能的 更长的情况:正如Greg的PEP中所描述的,简单的迭代不会 正确支持send()和throw()。体操需要支持 当您破坏Send()和throw()时,它们实际上并不复杂 向下,但它们也不是微不足道的。

我不能与微线程进行比较,只能观察到生成器是一种并行。您可以将挂起生成器视为一个线程,它通过yield将值发送给消费线程。实际的实现可能不是这样的(Python开发人员显然对实际的实现非常感兴趣),但这与用户无关。

语法带来的新成果并没有在线程方面为语言增加任何额外的功能,它只是使正确使用现有功能变得更容易。或者更准确地说,它使专家编写的复杂内部生成器的新手更容易通过该生成器,而不会破坏其任何复杂特性。