想象一下, 你创造了一个非凡的机器, 能够每天生成成千上万个灯泡。 机器用一个独特的序列号的盒子生成这些灯泡。 您没有足够的空间同时存储所有这些灯泡, 所以您想要调整它来生成点燃灯泡 。

Python 生成器与这个概念没有什么不同。 想象一下, 您有一个函数叫做 Python 。barcode_generator以生成框中独有的序列号。 显然,您可以通过函数返回大量这样的条形码,但受硬件(RAM)的限制。 更明智和空间效率更高的选项是按需生成这些序列号。

机器代码 :

def barcode_generator():
    serial_number = 10000  # Initial barcode
    while True:
        yield serial_number
        serial_number += 1


barcode = barcode_generator()
while True:
    number_of_lightbulbs_to_generate = int(input("How many lightbulbs to generate? "))
    barcodes = [next(barcode) for _ in range(number_of_lightbulbs_to_generate)]
    print(barcodes)

    # function_to_create_the_next_batch_of_lightbulbs(barcodes)

    produce_more = input("Produce more? [Y/n]: ")
    if produce_more == "n":
        break

注注:next(barcode)位数。

如你所可以看到,我们有一个自成一体的“功能” 每次生成下一个独特的序列号。此函数返回发电机发电机正如你可以看到的,我们不是每次需要新序列号时都调用这个功能,而是在使用新序列号。next()给发电机提供下一个序列号。

低拉隔热器

更确切地说,这个发电机是懒惰的滚动器迭代器是一个能帮助我们穿越物体序列的物体。 它被称为懒惰因为它在需要之前不会在内存中装入序列的全部项目。next在上一个示例中,直 直 直从迭代器获取下一个项目。内含循环方式正在使用 :

for barcode in barcode_generator():
    print(barcode)

这将无穷尽地打印条形码, 但你不会失去内存 。

换句话说,发电机看起来像a 函数但行为举止如迭代器。

现实世界应用?

最后, 真实世界应用程序 。 当您在大序列中工作时, 它们通常有用 。 想象一下读取巨大从含有数十亿记录的磁盘文件中取出文件。 在您能够处理其内容之前, 在内存中读取整个文件, 可能会不可行( 也就是说, 您会用完内存 ) 。

对于那些更喜欢最低限度工作实例的人来说,考虑一下这次交互式的Python会议:

>>> def f():
...   yield 1
...   yield 2
...   yield 3
... 
>>> g = f()
>>> for i in g:
...   print(i)
... 
1
2
3
>>> for i in g:
...   print(i)
... 
>>> # Note that this time nothing was printed

这里所有的答案都是伟大的,但其中只有一个答案(最受投票支持的答案)是真实的。您的代码如何工作其他涉及发电机发电机一般而言,以及它们如何运作。

所以,我不重复发电机是什么或产量是什么;我认为这些都包含在现有的答案中。然而,在花了几个小时试图理解一个与你的代码相似的代码之后,我将打破它是如何运作的。

您的代码绕过二进制树结构。 让我们以这棵树为例:

    5
   / \
  3   6
 / \   \
1   4   8

另一个简单的二进制搜索树的十字路口:

class Node(object):
..
def __iter__(self):
    if self.has_left_child():
        for child in self.left:
            yield child

    yield self.val

    if self.has_right_child():
        for child in self.right:
            yield child

执行代码在Tree对象,该对象执行__iter__以此:

def __iter__(self):

    class EmptyIter():
        def next(self):
            raise StopIteration

    if self.root:
        return self.root.__iter__()
    return EmptyIter()

缩略while candidates语句可以替换为for element in tree; Python 翻译为

it = iter(TreeObj)  # returns iter(self.root) which calls self.root.__iter__()
for element in it: 
    .. process element .. 

因为Node.__iter__代码里面执行时按迭代执行。 所以执行时会是这样的 :

1. 根元素是第一个; 检查它是否留下了子子和for切换它们( 我们称它为1, 因为它的第一个迭代对象) 。
2. 它有一个孩子,所以for执行。for child in self.left创建 a 创建新建新迭代器调自self.left,它是一个节点对象本身(it2)
3. 和2的逻辑相同 和新的逻辑iterator创建(it3)
4. 现在我们到达树的左边it3他们没有儿女,所以它是继续的,yield self.value
5. 下通电话next(it3)它产生StopIteration并且存在,因为它没有子女的权利(直到功能结束,没有任何成果)
6. it1和it2仍在活动----他们没有用尽,也没有召唤。next(it2)将产生价值,而不是提高StopIteration
7. 现在我们又回到it2和调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调- 调-next(it2)直至它停止时:紧接着yield child语句。由于它不再留下孩子,所以它继续并产生它self.val.

这里的下场是 每一次迭代创建子编辑器以绕过树, 并保持当前迭代器的状态。 一旦它到达尾端, 它就会绕过堆叠, 并按正确的顺序返回值( 最低的收益率先返回 ) 。

您的代码示例在不同的技术中 做了类似的事情: 它包含一个单元素列表每个子子对每个子子子, 然后在下一个迭代中, 它弹出它, 运行当前对象的函数代码( 因此)self).

我希望这对这个传奇话题有一点帮助,我花了好几个小时来画这个过程来理解它。

下面是浅白语言的例子。我将提供高层次人类概念与低层次Python概念之间的对应关系。

我想用数字序列操作, 但我不想用这个序列的创建来烦恼我自己, 我只想专注于我想做的操作。 因此, 我做以下工作:

• 我打电话给你,告诉你,我想要一个数字序列 以特定的方式计算, 我让你知道算法是什么。
  此步骤对应于def内插入发电机函数,即包含yield.
• 稍后,我告诉你, "好了,准备好告诉我数字的顺序"。
  此步骤对应于调用发电机函数, 以返回发电机对象 。注意不要告诉我任何数字 你只要拿起你的纸和铅笔
• 我问你,"告诉我下一个号码",然后你告诉我第一个号码, 在那之后,你等我问你下一个号码。你的工作是记住你在哪里,你已经说过什么号码,下一个号码是什么。 我不在乎细节。
  此步骤对应于调用next(generator)在发电机的物体上。
  (在Python 2,.next是产生器物体的一种方法;在Python 3中,它被命名为.__next__,但正确的称呼方式是使用内置next()函数类似len()和.__len__)
• ...重复前一步,直到...
• 最终,你可能会走到尽头。你不会告诉我一个数字;你只会喊叫,“抓住你的马!我受够了!不再有数字了!”
  此步骤对应于生成器对象结束工作, 并提升StopIteration例外。
  生成器函数不需要提出例外。 当函数结束或发布时自动生成 。return.

这就是发电机(包含yield;它开始执行第一个next()时暂停yield,当要求next()它从最后一点继续值 。 它的设计完全符合 Python 的迭代协议, 它描述了如何按顺序请求值 。

循环程序最著名的用户是for在 Python 中命令。 所以, 当您做 :

for item in sequence:

这不重要,如果sequence是列表、字符串、字典或生成器对象对象如上文所述;结果相同:您逐个阅读顺序中的项目。

请注意def函数内含有yield关键字不是创建生成器的唯一方法; 它只是创建生成器的最简单的方法 。

将 " 更准确的信息 " 改为 " 更准确的信息 "迭代器类型、、 和收益单报表和发电机发电机在 Python 文档中。

在描述如何使用发电机的许多伟大答案中, 我感到还没有给出一种答案。 这是编程语言理论的答案:

缩略yieldPython 语句中的 Python 语句返回一个发电机。 Python 中的发电机是一个函数返回续续(具体地说,是一种共同的例行公事,但延续是了解情况的一般机制)。

编程语言理论的继续是更根本的计算方法,但通常不会被使用,因为它们极难解释,也很难执行。但是,关于继续的理念很简单:是计算状态尚未完成。在这种状态下,变量的当前值、尚未执行的操作等等被保存。然后,在程序稍后的某个时候,可以援引继续,使程序的变量被重新设置到状态,保存的操作被执行。

以这种更一般性的形式出现的延续可以采取两种方式实施。call/cc方式,程序堆放的堆放实际上被保存, 当继续被引用时, 堆放的堆放就会被恢复 。

在继续传承风格(CPS)中,续编只是程序员明确管理和传到子例程的正常功能(仅在功能为头等语言的语文中),程序员明确管理和传到子例程。在这种风格中,程序状态代表关闭(和恰好在其中编码的变量),而不是堆叠中某处的变量。 管理控制流程的功能接受继续作为参数(在CPS的某些变异中,功能可能接受多重延续),并通过仅拨打这些函数来操纵控制流程,然后返回。一个非常简单的延续传承风格实例如下:

def save_file(filename):
  def write_file_continuation():
    write_stuff_to_file(filename)

  check_if_file_exists_and_user_wants_to_overwrite(write_file_continuation)

在此(非常简单化的)示例中,程序员将实际写入文件的操作保存为续存(这有可能是一个非常复杂的操作,有许多细节要写出来),然后将这一续存(即作为头等关闭)传递给另一个操作员,该操作员会做一些更多的处理,然后在必要时调用它。 (在实际的 GUI 编程中,我大量使用这种设计模式,要么是因为它可以节省我的代码线,要么更重要的是,在图形用户界面事件触发后管理控制流程。 )

这个职位的其余部分将不失为一般性,将连续性概念化为CPS, 因为它很容易理解和阅读。

现在让我们来谈谈Python的发电机。发电机是一个特定的子类型 继续。而一般而言,继续保留能够拯救a计算计算(即程序调用堆叠)发电机只能保存电离层的迭代状态。振动器虽然这一定义对发电机的某些使用情况略有误导性,例如:

def f():
  while True:
    yield 4

这显然是一个合理的可循环性, 其行为是明确定义的, 每当发电机转动时, 它就会返回 4 个( 并且永远这样做 ) 。 但是,在思考迭代器时, 可能不会想到这种典型的可循环性( 即, , ) 。for x in collection: do_something(x)这个例子说明了发电机的功率:如果有什么是迭代器,发电机可以挽救其迭代状态。

需要重申: 继续可以保存程序堆叠的状态, 发电机可以保存循环状态。 这意味着, 继续的威力比发电机大得多, 并且发电机也容易得多, 也容易得多。 语言设计师更容易执行, 程序设计员更容易使用( 如果您有时间燃烧, 试着阅读和理解)此页面的续续和调用/ cc).

但您可以很容易地实施(和概念化)发电机,作为延续传承风格的一个简单而具体的例子:

时 时 时yield被调用,它告诉函数返回一个延续。当再次调用函数时,它从它离开的开始。因此,在假假假代码(即不是伪代码,但不包括代码)中,生成器的next方法基本上如下:

class Generator():
  def __init__(self,iterable,generatorfun):
    self.next_continuation = lambda:generatorfun(iterable)

  def next(self):
    value, next_continuation = self.next_continuation()
    self.next_continuation = next_continuation
    return value

位于yield关键字实际上是实际生成功能的合成糖, 基本上类似 :

def generatorfun(iterable):
  if len(iterable) == 0:
    raise StopIteration
  else:
    return (iterable[0], lambda:generatorfun(iterable[1:]))

记住这只是假代号,而Python发电机的实际安装则更为复杂。 但是,作为了解正在发生的情况的一种练习,试图在不使用发电机物体的情况下,使用持续的传承风格来实施发电机物体。yield关键字。

我本打算张贴“Beazley的“Python:基本参考”第19页,

也注意到yield可以在共程中使用,作为发电机功能的双重用途。 虽然这与您的代码片段不同,(yield)可以在函数中用作表达式。当调用者向使用该函数的方法发送值时send()方法,然后在下一个(yield)遇到的语句。

发电机和共同路线是建立数据流类型应用程序的酷酷方式。yield函数中的语句。