1. 程式人生 > >python學習筆記,列表生成式,生成器

python學習筆記,列表生成式,生成器

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:

>>> L = [x * x for x in range(10)]
>>> L
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
>>> g = (x * x for x in range(10))
>>> g
<generator object <genexpr> at 0x104feab40>

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

如果要一個一個打印出來,可以通過generator的next()

方法:

>>> g.next()
0
>>> g.next()
1
>>> g.next()
4
>>> g.next()
9
>>> g.next()
16
>>> g.next()
25
>>> g.next()
36
>>> g.next()
49
>>> g.next()
64
>>> g.next()
81
>>> g.next()
Traceback (most recent call last):
File "<stdin>", line 1, in <module> StopIteration

我們講過,generator儲存的是演算法,每次呼叫next(),就計算出下一個元素的值,直到計算到最後一個元素,沒有更多的元素時,丟擲StopIteration的錯誤。

這種不斷呼叫next()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))
>>> for n in g:
...     print n
...
0
1
4
9
16
25 36 49 64 81

所以,我們建立了一個generator後,基本上永遠不會呼叫next()方法,而是通過for迴圈來迭代它。

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
        n = n + 1

上面的函式可以輸出斐波那契數列的前N個數:

>>> fib(6)
1
1
2
3
5
8

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。

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:

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

這就是定義generator的另一種方法。

如果一個函式定義中包含yield關鍵字,那麼這個函式就不再是一個普通函式,而是一個generator:

>>> fib(6)
<generator object fib at 0x104feaaa0>

這裡,最難理解的就是generator和函式的執行流程不一樣。函式是順序執行,遇到return語句或者最後一行函式語句就返回。而變成generator的函式,在每次呼叫next()的時候執行,遇到yield語句返回,再次執行時從上次返回的yield語句處繼續執行。

舉個簡單的例子:定義一個generator,依次返回數字1,3,5:

>>> def odd():
...     print 'step 1'
...     yield 1
...     print 'step 2'
...     yield 3
...     print 'step 3'
...     yield 5
...
>>> o = odd()
>>> o.next()
step 1
1
>>> o.next()
step 2
3
>>> o.next()
step 3
5
>>> o.next()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

可以看到,odd不是普通函式,而是generator,在執行過程中,遇到yield就中斷,下次又繼續執行。執行3次yield後,已經沒有yield可以執行了,所以,第4次呼叫next()就報錯。

回到fib的例子,我們在迴圈過程中不斷呼叫yield,就會不斷中斷。當然要給迴圈設定一個條件來退出迴圈,不然就會產生一個無限數列出來。

同樣的,把函式改成generator後,我們基本上從來不會用next()來呼叫它,而是直接使用for迴圈來迭代:

>>> for n in fib(6):
...     print n
...
1
1
2
3
5
8