1、什么是生成器
要说生成器,那就要先看列表,有了列表为啥还要生产器呢。列表可以写成解析式,书写简单,运行速度快,但是列表是一次性生成全部数据,如果数据较大就需要很大的内存。
>>> a=[i*i for i in range(10)] >> a [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
列表a需要一次把全部数据生成出来,如果数据成千上万就会受限制。
如果列表元素不是一次性全部生成,而是在循环中不断的计算推导出来,那就不需要一次创建列表数组,不需要申请很大的内存空间,这就是生成器。
2、生成器的特点
上面的列表推导式的方括号改为圆括号,就是生成器。
>>> a=(i*i for i in range(10)) >>> a <generator object <genexpr> at 0x00000224FFB4DB48>
那么怎么从生成器里取数据呢?
>>> next(a) 0 >>> next(a) 1 >>> next(a) 4 >>> next(a) 9 >>> next(a) 16 >>> next(a) 25
生成器generator有一个next方法,每次调用都会计算出他的下一个元素的值。生成器是可以迭代的,所以可以直接使用for语句循环生成器。
>>> a=[i*i for i in range(10)] >>> for i in a: print(i, end=' ') >>> 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81
除了使用圆括号创建生成器,也可以用yeild创建生成器,含有yeild关键字的函数都是生成器。生成器其实是一种特殊的迭代器,但是不需要像迭代器一样实现__iter__和__next__方法,只需要使用关键字yield就可以。
def gen_squares(num): for x in range(num): print("x0=",x) yield x ** 2 print("x1=",x)
调用生成器:
for i in gen_squares(5): print(i)
输出如下,开始x=0,先输出x0=0,然后yeild返回print(i)打印平方数。下次循环回到yeild位置执行输出x1=1,然后循环x=1,输出x0=1,再次yeild到print(i)。
x0= 0 0 x1= 0 x0= 1 1 x1= 1 x0= 2 4 x1= 2 x0= 3 9 x1= 3 x0= 4 16 x1= 4
调用部分做个简单修改:
for i in gen_squares(5): print(i) if i==1: break
输出为如下,可见yield能保存内部状态,并挂起中断退出。在下一轮迭代调用时,从yield的地方继续执行,并且沿用上一轮的函数内部变量的状态,直到内部循环过程结束。
x0= 0 0 x1= 0 x0= 1 1
python使用生成器对延迟操作提供了支持,需要时才计算,不提前计算,这种做法节约内存空间,但是需要一直调用计算过程,可以说是时间换空间吧。
3、什么是迭代器
实现了__iter__和__next__方法的对象都称为迭代器。迭代器完成迭代功能,基于上一次的结果重复计算,自动记录所在的位置,而不需要手动记录索引,含有__iter__方法的对象都是可迭代对象。
迭代对象内置两个方法:__next__和__iter__方法。next方法可以使迭代器自动记录迭代位置而不需要用户维护索引。iter方法能返回迭代器本身。
迭代器是一个有状态的对象,在调用next() 的时候返回下一个值,如果容器中没有更多元素了,则抛出StopIteration异常。
列表、元组就实现了迭代器。
>>> a=[1,2,3,4] >>> it = a.__iter__() >>> next(it) 1 >>> next(it) 2 >>> next(it) 3 >>> next(it) 4 >>> next(it) Traceback (most recent call last): File "<pyshell#547>", line 1, in <module> next(it) StopIteration
4、实现迭代对象
class square: def __init__(self, n): self.prev = 0 self.curr = 0 self.n = n def __iter__(self): return self def __next__(self): if(self.curr < self.n): self.prv = self.curr * self.curr self.curr+=1 return self.prv else: raise StopIteration
a = square(10) for i in a: print(i) print(" ------- ") b = square(5) for i in b: print(i)
输出结果为:
==================== RESTART: C:/Users/plu/my_python/t1.py ==================== 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81 ------- 0 1 4 9 16 >>>