Python中的yield炊昆,幾個例子和理解

yield 實現(xiàn)Fibonacci數(shù)列

實現(xiàn)Fibonacci數(shù)列是生成器的經(jīng)典例子:

def fab(max):  
n, a, b = 0, 0, 1  
while n < max:  
        yield b  
        # print b  
        a, b = b, a + b  
        n = n + 1 

代碼是如此的簡單春缕,但想要深入了解yield并非表面上這么簡單。其實yield是個語法糖忌栅,其作用就是把一個函數(shù)變成一個 generator類,因此帶有 yield 的函數(shù)不再是一個普通函數(shù)曲稼,Python 解釋器會將其視為一個 generator索绪,調(diào)用 fab(5) 不會執(zhí)行 fab 函數(shù),而是返回一個 可迭代的對象在 for 循環(huán)執(zhí)行時贫悄,每次循環(huán)都會執(zhí)行 fab 函數(shù)內(nèi)部的代碼瑞驱,執(zhí)行到 yield b 時,fab 函數(shù)就返回一個迭代值窄坦,下次迭代時唤反,代碼從 yield b 的下一條語句繼續(xù)執(zhí)行,而函數(shù)的本地變量看起來和上次中斷執(zhí)行前是完全一樣的鸭津,于是函數(shù)繼續(xù)執(zhí)行彤侍,直到再次遇到 yield。

進一步地深入:next()和send()

寫一個更簡單的例子來說明問題:

def h(): 
        print "hello" 
        yield 5 
        print "world"

如前面所說逆趋,在寫這個函數(shù)的時候盏阶,由于使用了yield,使得改函數(shù)變?yōu)橐粋€生成器類闻书,而生成器自帶.next()方法名斟。將其實例化:
c = h()
則它帶有next()方法。在每次執(zhí)行c.next()的時候魄眉,python會依次執(zhí)行函數(shù)h()體內(nèi)的語句砰盐,直到出現(xiàn)一個yield,程序返回yield 后的內(nèi)容杆融,并會掛起楞卡。直到下一次執(zhí)行c.next()。重復上述過程,直到后面沒有yield語句時蒋腮,會拋出StopInteration異常淘捡,如果迭代發(fā)生在for循環(huán)中,相應地池摧,循環(huán)會結(jié)束焦除。因此有以下的執(zhí)行結(jié)果(# 后為輸出結(jié)果):

c.next()  # hello   # 5
c.next()  # world   # StopIteration

進一步,可以將 yield看作表達式作彤,并賦值給一個變量膘魄,如下面的函數(shù):

def h(): 
        print "hello" 
        m = yield 5 
        print "m:", m 
        d = yield 12 
        print "d:", d 
        print "world"

那么問題來了:這里的md的值是什么呢?下面來看運行結(jié)果:

c = h()
c.next()  # hello   # 5
c.next()  # m: None   # 12
c.next()  # d: None   # world   # StopIteration

這里第一次調(diào)用next()時候返回的5是第一個yield 5的結(jié)果竭讳〈雌希可以看出,第二次掉用next()時返回的None就是變量m的值绢慢。那m的值為什么是None灿渴?其實生成器還有一個內(nèi)建的send()方法,且send()方法和next()方法的功能有很大的重合:都是讓函數(shù)體繼續(xù)向下執(zhí)行直到遇到下一個yield語句并掛起胰舆。而不同點是send(msg)方法會給生成器發(fā)送變量msg骚露,并作為yield表達式的返回值賦值給其前面的變量,也就是h()中的m和d.

因此缚窿,next()就等價于send(None)棘幸。我們再用send方法來運行上面的函數(shù):

c = h()
c.send("I am m") 
# TypeError: can't send non-None value to a just-started generator

可以看到出錯了,正如錯誤提示所說倦零,對于剛開始的生成器是不能send 一個non-None值的误续。由此也可以知道,必須要先yield光绕,才能send(msg)女嘲。再來:

c = h()
c.send(None) # hello   # 5
c.send("I am m") # m: I am m   # 12
c.send("I am d")  # d: I am d   # world   # StopIteration

由上可以總結(jié)出畜份,yield 后面的內(nèi)容和前面的賦值其實沒什么關(guān)系诞帐,前面的賦值是在yield 完成以后由send()決定的。

有了上述知識爆雹,再看一個稍微復雜的例子加深理解:

def countdown(n): 
        print "Counting down from", n 
        while n >= 0: 
                newvalue = (yield n) 
                # If a new value got sent in, reset n with it 
                if newvalue is not None: 
                        n = newvalue 
                else: 
                        n -= 1

c = countdown(10)
for x in c: 
        print x 
        if x == 10: 
                c.send(3)

輸出結(jié)果是:

10
2
1
0

在for循環(huán)的第一次停蕉,相當于執(zhí)行了c.next(),程序往下執(zhí)行直到yield 10钙态,因此x得到了值10且程序掛起慧起,等待下一次的next()或send()調(diào)用。 此時册倒,由于x=10, 在for循環(huán)中又會執(zhí)行一次c.send(3)蚓挤,剛才掛起的程序?qū)^續(xù)往下執(zhí)行:因為send的是3,上一次被yield表達式賦值的變量newvalue將會被賦值為3,因此在接下來的if語句中灿意,n被賦值為3. 接著進入下一輪while循環(huán)估灿,yield出了n=3,且程序被掛起缤剧。注意:這一次yield n并不是由for循環(huán)引起的(而是c.send()引起的)馅袁,因此x并沒有得到3這個值。接著才是下一輪for循環(huán)荒辕,相當于又掉用了c.next()汗销,程序向下執(zhí)行:n -= 1 (使得n變?yōu)?)-->yield n =2。這是x才得到了n=2這個值抵窒,并且被print了出來弛针。依次類推,因此得到了序列10, 2, 1, 0李皇。

2016.12.11 更新:

注:以上代碼適用于python2钦奋。在python3中,generator的next()方法被改名為__next__()

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