这篇文章将使用斐波那契数作为工具来解释Python生成器的有用性。

这篇文章将同时介绍c++和Python代码。

斐波那契数列定义为:0,1,1,2,3,5,8,13,21,34，....

或者概括地说:

F0 = 0
F1 = 1
Fn = Fn-1 + Fn-2

这可以非常容易地转换为c++函数:

size_t Fib(size_t n)
{
    //Fib(0) = 0
    if(n == 0)
        return 0;

    //Fib(1) = 1
    if(n == 1)
        return 1;

    //Fib(N) = Fib(N-2) + Fib(N-1)
    return Fib(n-2) + Fib(n-1);
}

但是如果你想打印前六个斐波那契数，你将需要用上面的函数重新计算大量的值。

例如:Fib(3) = Fib(2) + Fib(1)，但Fib(2)也会重新计算Fib(1)。你想计算的值越高，你的情况就越糟。

因此，人们可能会试图通过跟踪main中的状态来重写上面的内容。

// Not supported for the first two elements of Fib
size_t GetNextFib(size_t &pp, size_t &p)
{
    int result = pp + p;
    pp = p;
    p = result;
    return result;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    size_t pp = 0;
    size_t p = 1;
    std::cout << "0 " << "1 ";
    for(size_t i = 0; i <= 4; ++i)
    {
        size_t fibI = GetNextFib(pp, p);
        std::cout << fibI << " ";
    }
    return 0;
}

但这是非常丑陋的，它使我们的逻辑变得复杂。在我们的main函数中不用担心状态会更好。

我们可以返回一个值的向量，并使用迭代器遍历该值集，但对于大量的返回值，这需要一次性占用大量内存。

回到我们以前的方法，如果我们想做一些除了打印数字之外的事情会发生什么?我们必须在main中复制并粘贴整个代码块，并将输出语句更改为我们想要做的任何事情。 如果你复制粘贴代码，你就会被枪毙。你不想中枪，对吧?

为了解决这些问题，并避免被击中，我们可以使用回调函数重写这段代码。每次遇到新的斐波那契数时，我们都会调用回调函数。

void GetFibNumbers(size_t max, void(*FoundNewFibCallback)(size_t))
{
    if(max-- == 0) return;
    FoundNewFibCallback(0);
    if(max-- == 0) return;
    FoundNewFibCallback(1);

    size_t pp = 0;
    size_t p = 1;
    for(;;)
    {
        if(max-- == 0) return;
        int result = pp + p;
        pp = p;
        p = result;
        FoundNewFibCallback(result);
    }
}

void foundNewFib(size_t fibI)
{
    std::cout << fibI << " ";
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    GetFibNumbers(6, foundNewFib);
    return 0;
}

这显然是一个改进，你在main中的逻辑不再那么混乱，你可以对斐波那契数做任何你想做的事情，简单地定义新的回调。

但这仍然不完美。如果你只想得到前两个斐波那契数，然后做一些事情，然后再得到更多，然后再做其他事情呢?

好吧，我们可以像之前那样继续，我们可以再次开始在main中添加state，允许GetFibNumbers从任意点开始。 但是这将进一步膨胀我们的代码，对于像打印斐波那契数这样的简单任务来说，它看起来已经太大了。

我们可以通过几个线程实现生产者和消费者模型。但是这会使代码更加复杂。

我们来讨论一下生成器。

Python有一个很好的语言特性，可以解决这些叫做生成器的问题。

生成器允许您执行一个函数，在任意点停止，然后在停止的地方再次继续。 每次返回一个值。

考虑下面使用生成器的代码:

def fib():
    pp, p = 0, 1
    while 1:
        yield pp
        pp, p = p, pp+p

g = fib()
for i in range(6):
    g.next()

这给了我们结果:

0 1 1 2 3 5

yield语句与Python生成器一起使用。它保存函数的状态并返回生成的值。下次在生成器上调用next()函数时，它将继续执行yield停止的地方。

这比回调函数代码要简洁得多。我们有更干净的代码，更小的代码，更不用说更多的功能代码(Python允许任意大的整数)。

源

对于Stephan202的回答，我唯一能补充的是建议您看一看David Beazley的PyCon '08演示文稿“生成器技巧给系统程序员”，这是我所见过的关于如何以及为什么使用生成器的最好的解释。这就是让我从“Python看起来很有趣”变成“这就是我一直在寻找的东西”的原因。网址是http://www.dabeaz.com/generators/。

Java中没有对等的。

这里有一个有点做作的例子:

#! /usr/bin/python
def  mygen(n):
    x = 0
    while x < n:
        x = x + 1
        if x % 3 == 0:
            yield x

for a in mygen(100):
    print a

生成器中有一个从0到n运行的循环，如果循环变量是3的倍数，则生成该变量。

在for循环的每次迭代中，都会执行生成器。如果这是生成器第一次执行，它将从开始开始，否则它将从上一次生成的时间开始。

使用列表推导式的经验表明，它们在Python中具有广泛的实用性。然而，许多用例不需要在内存中创建一个完整的列表。相反，它们每次只需要迭代一个元素。

例如，下面的求和代码将在内存中构建一个完整的方块列表，遍历这些值，当引用不再需要时，删除列表:

Sum ([x*x for x in range(10)])

通过使用生成器表达式来节省内存:

求和(x*x for x in range(10))

容器对象的构造函数也有类似的好处:

s = Set(word  for line in page  for word in line.split())
d = dict( (k, func(k)) for k in keylist)

生成器表达式对于sum()， min()和max()这样的函数特别有用，它们将可迭代输入减少为单个值:

max(len(line)  for line in file  if line.strip())

more

首先，术语生成器最初在Python中定义不清，导致了很多混乱。你可能指的是迭代器和可迭代对象(参见这里)。然后在Python中还有生成器函数(返回生成器对象)、生成器对象(迭代器)和生成器表达式(求值为生成器对象)。

根据generator的术语表条目，现在的官方术语似乎是generator是“generator function”的缩写。在过去，文档对术语的定义不一致，但幸运的是，这个问题已经得到了解决。

在没有进一步说明的情况下，精确地避免使用术语“生成器”可能仍然是一个好主意。

对于那些具有编程语言和计算背景的人，我喜欢从堆栈框架的角度来描述生成器。

在许多语言中，有一个堆栈在其上面是当前堆栈“帧”。堆栈框架包括分配给函数局部变量的空间，包括传递给该函数的参数。

当你调用一个函数时，当前的执行点(“程序计数器”或类似的东西)被压入堆栈，一个新的堆栈帧被创建。然后执行转移到被调用函数的开始。

对于常规函数，在某个时刻函数返回一个值，堆栈就会“弹出”。函数的堆栈帧将被丢弃，并在之前的位置继续执行。

当函数是生成器时，它可以使用yield语句在不丢弃堆栈帧的情况下返回值。函数中局部变量和程序计数器的值将被保留。这允许生成器在稍后恢复，从yield语句开始继续执行，并且它可以执行更多代码并返回另一个值。

在Python 2.5之前，所有生成器都这样做。Python 2.5还增加了将值传递回生成器的功能。这样，传入的值可以作为yield语句的表达式使用，yield语句从生成器临时返回了控件(和值)。

生成器的关键优势是函数的“状态”被保留，不像常规函数，每次堆栈帧被丢弃，你就会失去所有的“状态”。第二个优点是避免了一些函数调用开销(创建和删除堆栈帧)，尽管这通常是一个次要的优点。