python基础训练100题补充 python基础：python三大器之生成器

生成器的定义通过列表生成式，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。而且，创建一个包含100万个元素的列表，不仅占用很大的存储空间，如果我们仅仅需要访问前面几个元素，那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了。
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 。
生成器的创建生成器可以用两种方式创建:

生成器表达式(里面是推导式,外面用圆括号)
生成器函数(用def定义,里面含有yield)

生成器表达式要创建一个generator，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()，就创建了一个generator：

li = [x * x for x in range(10)]print(li)# [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]g = (x * x for x in range(10))print(g)# <generator object <genexpr> at 0x000001A72D5D2E08>

生成器函数（yield）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。
比如，著名的斐波拉契数列（Fibonacci），除第一个和第二个数外，任意一个数都可由前两个数相加得到：
1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, ...
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, 1while n < max:print(b)a, b = b, a + bn = n + 1return 'done'# 注意，这里的赋值语句a, b = b, a + b# 相当于# t = (b, a + b) # t是一个tuple# a = t[0]# b = t[1]# 但不必显式写出临时变量t就可以赋值 。

上面的函数可以输出斐波那契数列的前N个数：
print(fib(6))# 1# 1# 2# 3# 5# 8# done仔细观察，可以看出，fib函数实际上是定义了斐波拉契数列的推算规则，可以从第一个元素开始，推算出后续任意的元素，这种逻辑其实非常类似generator 。
也就是说，上面的函数和generator仅一步之遥。要把fib函数变成generator，只需要把print(b)改为yield b就可以了：
def fib(max):n, a, b = 0, 0, 1while n < max:yield ba, b = b, a + bn = n + 1return 'done'这就是定义generator的另一种方法。如果一个函数定义中包含yield关键字，那么这个函数就不再是一个普通函数，而是一个generator：
f = fib(6)print(f)# <generator object fib at 0x000001AB51492E08>生成器的调用调用生成器的方式：

next()函数
for循环
for循环 + next()函数

next()函数创建li和g的区别仅在于最外层的[]和()，li是一个list，而g是一个generator 。
我们可以直接打印出list的每一个元素，但我们怎么打印出generator的每一个元素呢？
如果要一个一个打印出来，可以通过next()函数获得generator的下一个返回值：

g = (x * x for x in range(10))print(next(g))# 0print(next(g))# 1print(next(g))# 4print(next(g))# 9print(next(g))# 16print(next(g))# 25print(next(g))# 36print(next(g))# 49print(next(g))# 64print(next(g))# 81print(next(g))'''Traceback (most recent call last):File "D:/python_project/mxxl/test/test.py", line 18, in <module>print(next(g))StopIteration'''# 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 。

for循环当然，上面这种不断调用next(g)实在是太变态了，我们可以使用for循环来调用generator，因为generator也是可迭代对象：
g = (x * x for x in range(10))for i in g:print(i)# 0# 1# 4# 9# 16# 25# 36# 49# 64# 81所以，我们创建了一个generator后，基本上永远不会调用next()，而是通过for循环来迭代它，并且不需要关心StopIteration的错误。
但是需要注意的是，当数据量过大时，会形成形成类似于死循环的效果（这里可以自己试验一下），所以就提出了下面的调用方法
for + next()g = (x * x for x in range(10))# 调用几次循环几次for i in range(3): print(next(g))# 0# 1# 4注意点generator和函数的执行流程不一样：

函数是顺序执行，遇到return语句或者最后一行函数语句就返回。
而变成generator的函数，在每次调用next()的时候执行，遇到yield语句返回，再次执行时从上次返回的yield语句处继续执行。

举个简单的例子，定义一个generator，依次返回数字1，2，3：
def odd():print('step 1')yield 1print('step 2')yield(3)print('step 3')yield(5)调用该generator时，首先要生成一个generator对象，然后用next()函数不断获得下一个返回值：

o = odd()next(o)# step 1next(o)# step 2next(o)# step 3next(o)'''Traceback (most recent call last):File "D:/python_project/mxxl/test/test.py", line 23, in <module>next(o)StopIteration'''

可以看到，odd不是普通函数，而是generator，在执行过程中，遇到yield就中断，下次又继续执行。执行3次yield后，已经没有yield可以执行了，所以，第4次调用next(o)就报错。
回到fib的例子，我们在循环过程中不断调用yield，就会不断中断。当然要给循环设置一个条件来退出循环，不然就会产生一个无限数列出来。
同样的，把函数改成generator后，我们基本上从来不会用next()来获取下一个返回值，而是直接使用for循环来迭代：

def fib(max):n, a, b = 0, 0, 1while n < max:yield ba, b = b, a + bn = n + 1return 'done'for i in fib(6):print(i)# 1# 1# 2# 3# 5# 8

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：
【python基础训练100题补充 python基础：python三大器之生成器】

g = fib(6)while True:	try:x = next(g)print('g:', x)	except StopIteration as e:print('Generator return value:', e.value)break# g: 1# g: 1# g: 2# g: 3# g: 5# g: 8# Generator return value: done

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