生成器

通過列表生成式，可以直接建立一個列表。但是受記憶體限制，列表容量肯定是有限的。而且，建立一個包含100萬個元素的列表，不僅佔用很大的儲存空間，如果我們僅僅需要訪問前面幾個元素，那後面絕大多數元素佔用的空間都白白浪費了。

如果列表元素可以按照某種演算法推算出來，我們就可以在迴圈的過程中不斷推算出後續的元素。

這樣就不必建立完整的list，從而節省大量的空間。在Python中，這種一邊迴圈一邊計算的機制，稱為生成器：generator。

要建立一個generator，有很多種方法。第一種方法很簡單，只要把一個列表生成式的[]改成()，就建立了一個generator：

# 列表建立方法
L = [x * x for x in range(10)]
print(L)
#生成器建立方法
g = (x * x for x in range(10))
print(g)

[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
<generator object <genexpr> at 0x0000021E892A5FC0>
 

建立L和g的區別僅在於最外層的[]和()，L是一個list，而g是一個generator。

我們可以直接打印出list的每一個元素，但我們怎麼打印出generator的每一個元素呢？

如果要一個一個打印出來，可以通過next()函式獲得generator的下一個返回值：

g = (x * x for x in range(10))
next(g)
next(g)
next(g)

0
1
4

上面這種不斷呼叫next(g)的方法實在是太變態了，正確的方法是使用for迴圈，因為generator也是可迭代物件：

g = (x * x for x in range(10))
print([n for n in g])

[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
 

generator非常強大。如果推算的演算法比較複雜，用類似列表生成式的for迴圈無法實現的時候，還可以用函式來實現。

比如，著名的斐波拉契數列（Fibonacci），除第一個和第二個數外，任意一個數都可由前兩個數相加得到：

1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, …

斐波拉契數列用列表生成式寫不出來，但是，用函式把它打印出來卻很容易：

def fib(max):
    n, a, b = 0, 0, 1
    while n < max:
        print(b)
        a, b = b, a + b# 注意賦值語句
        n = n + 1
    return 'done'
fib(3)

1
1
2
'done'
 

a, b = b, a + b相當於

t = (b, a + b) # t是一個tuple a = t[0] b = t[1]

def fib(n):
    if n==1:
        return 1
    if n==2:
        return 1
    return fib(n-1)+fib(n-2)
a=int(input('number'))
for i in range(1,a+1):
    print([fib(i)],end='')
    
number7
[1][1][2][3][5][8][13]

仔細觀察，可以看出，fib函式實際上是定義了斐波拉契數列的推算規則，可以從第一個元素開始，推算出後續任意的元素，這種邏輯其實非常類似generator。

也就是說，上面的函式和generator僅一步之遙。要把fib函式變成generator，只需要把print(b)改為yield b就可以了。