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python中yield深入理解

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yield關鍵字用來定義生成器(Generator),其具體功能是可以當return使用,從函式裡返回一個值,不同之處是用yield返回之後,可以讓函式從上回yield返回的地點繼續執行。也就是說,yield返回函式,交給呼叫者一個返回值,然後再“瞬移”回去,讓函式繼續執行, 直到嚇一跳yield語句再返回一個新的值。
使用yield返回後,呼叫者實際得到的是一個迭代器物件,迭代器的值就是返回值,而呼叫該迭代器的next()方法會導致該函式恢復yield語句的執行環境繼續往下跑,直到遇到下一個yield為止,如果遇不到yield,就會丟擲異常表示迭代結束。
看一個例子:

>>> def test_yield():
...     yield 1
...     yield 2
...     yield (1,2)
...
>>> a = test_yield()
>>> a.next()
1
>>> a.next()
2
>>> a.next()
(1, 2)
>>> a.next()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
StopIteration
  1. 包含yield的函式

假如你看到某個函式包含了yield,這意味著這個函式已經是一個Generator,它的執行會和其他普通的函式有很多不同。比如下面的簡單的函式:

def h():  
print 'To be brave'  
yield 5  
h() 

可以看到,呼叫h()之後,print 語句並沒有執行!這就是yield,那麼,如何讓print 語句執行呢?這就是後面要討論的問題,通過後面的討論和學習,就會明白yield的工作原理了。

Python2.5以前,Python yield是一個語句,但現在2.5中,yield是一個表示式(Expression),比如:
m = yield 5
表示式(yield 5)的返回值將賦值給m,所以,認為 m = 5 是錯誤的。那麼如何獲取(yield 5)的返回值呢?需要用到後面要介紹的send(msg)方法。
2. 透過next()語句看原理


現在,我們來揭曉yield的工作原理。我們知道,我們上面的h()被呼叫後並沒有執行,因為它有yield表示式,因此,我們通過next()語句讓它執行。next()語句將恢復Generator執行,並直到下一個yield表示式處。比如:

def h():
print ‘Wen Chuan’
yield 5
print ‘Fighting!’
c = h()
c.next()
c.next()
呼叫後,h()開始執行,直到遇到yield 5,因此輸出結果:
Wen Chuan
當我們再次呼叫c.next()時,會繼續執行,直到找到下一個yield表示式。由於後面沒有Python yield了,因此會丟擲異常:

Wen Chuan
Fighting!
Traceback (most recent call last):
File “/home/evergreen/Codes/yidld.py”, line 11, in
c.next()
StopIteration
3. send(msg) 與 next()
瞭解了next()如何讓包含yield的函式執行後,我們再來看另外一個非常重要的函式send(msg)。其實next()和send()在一定意義上作用是相似的,區別是send()可以傳遞yield表示式的值進去,而next()不能傳遞特定的值,只能傳遞None進去。因此,我們可以看做c.next() 和 c.send(None) 作用是一樣的。來看這個例子:

def h():  
print 'Wen Chuan',  
m = yield 5 # Fighting!  
print m  
d = yield 12  
print 'We are together!'  
c = h()  
c.next() #相當於c.send(None)  
c.send('Fighting!') #(yield 5)

表示式被賦予了’Fighting!’輸出的結果為:
Wen Chuan Fighting!
需要提醒的是,第一次呼叫時,請使用next()語句或是send(None),不能使用send傳送一個非None的值,否則會出錯的,因為沒有Python yield語句來接收這個值。
4. send(msg) 與 next()的返回值

send(msg) 和 next()是有返回值的,它們的返回值很特殊,返回的是下一個yield表示式的引數。比如yield 5,則返回 5 。到這裡,是不是明白了一些什麼東西?本文第一個例子中,通過for i in alist 遍歷 Generator,其實是每次都呼叫了alist.Next(),而每次alist.Next()的返回值正是yield的引數,即我們開始認為被壓進去的東東。我們再延續上面的例子:

def h():  
print 'Wen Chuan',  
m = yield 5 # Fighting!  
print m  
d = yield 12  
print 'We are together!'  
c = h()  
m = c.next() #m 獲取了yield 5 的引數值 5  
d = c.send('Fighting!') #d 獲取了yield 12 的引數值12  
print 'We will never forget the date', m, '.', d輸出結果:  
Wen Chuan Fighting!  
We will never forget the date 5 . 12 

throw() 與 close()中斷 Generator
中斷Generator是一個非常靈活的技巧,可以通過throw丟擲一個GeneratorExit異常來終止Generator。Close()方法作用是一樣的,其實內部它是呼叫了throw(GeneratorExit)的。我們看:

def close(self):
try:
self.throw(GeneratorExit)
except (GeneratorExit, StopIteration):
pass
else:
raise RuntimeError(“generator ignored GeneratorExit”)
Other exceptions are not caught
因此,當我們呼叫了close()方法後,再呼叫next()或是send(msg)的話會丟擲一個異常:

Traceback (most recent call last):
File “/home/evergreen/Codes/yidld.py”, line 14, in
d = c.send(‘Fighting!’) #d 獲取了yield 12 的引數值12
StopIteration