1、什麼是生成器

要說生成器，那就要先看列表，有了列表為啥還要生產器呢。列表可以寫成解析式，書寫簡單，執行速度快，但是列表是一次性生成全部資料，如果資料較大就需要很大的記憶體。

>>> a=[i*i for i in range(10)]
>> a
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]

列表a需要一次把全部資料生成出來，如果資料成千上萬就會受限制。

如果列表元素不是一次性全部生成，而是在迴圈中不斷的計算推匯出來，那就不需要一次建立列表陣列，不需要申請很大的記憶體空間，這就是生成器。

2、生成器的特點

上面的列表推導式的方括號改為圓括號，就是生成器。

>>> a=(i*i for i in range(10))
>>> a
<generator object <genexpr> at 0x00000224FFB4DB48>

那麼怎麼從生成器裡取資料呢？

>>> next(a)
0
>>> next(a)
1
>>> next(a)
4
>>> next(a)
9
>>> next(a)
16
>>> next(a)
25

生成器generator有一個next方法，每次呼叫都會計算出他的下一個元素的值。生成器是可以迭代的，所以可以直接使用for語句迴圈生成器。

>>> 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

除了使用圓括號建立生成器，也可以用yeild建立生成器，含有yeild關鍵字的函式都是生成器。生成器其實是一種特殊的迭代器，但是不需要像迭代器一樣實現__iter__和__next__方法，只需要使用關鍵字yield就可以。

def gen_squares(num):
    for x in range(num):
        print("x0=",x)
        yield x ** 2
        print("x1=",x)

呼叫生成器：

for i in gen_squares(5):
    print(i)

輸出如下，開始x=0，先輸出x0=0，然後yeild返回print(i)列印平方數。下次迴圈回到yeild位置執行輸出x1=1，然後迴圈x=1，輸出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

呼叫部分做個簡單修改：

for i in gen_squares(5):
    print(i)
    if i==1:
        break

輸出為如下，可見yield能儲存內部狀態，並掛起中斷退出。在下一輪迭代呼叫時，從yield的地方繼續執行，並且沿用上一輪的函式內部變數的狀態，直到內部迴圈過程結束。

x0= 0
0
x1= 0
x0= 1
1

python使用生成器對延遲操作提供了支援，需要時才計算，不提前計算，這種做法節約記憶體空間，但是需要一直呼叫計算過程，可以說是時間換空間吧。

3、什麼是迭代器

實現了__iter__和__next__方法的物件都稱為迭代器。迭代器完成迭代功能，基於上一次的結果重複計算，自動記錄所在的位置，而不需要手動記錄索引，含有__iter__方法的物件都是可迭代物件。

迭代物件內建兩個方法：__next__和__iter__方法。next方法可以使迭代器自動記錄迭代位置而不需要使用者維護索引。iter方法能返回迭代器本身。

迭代器是一個有狀態的物件，在呼叫next() 的時候返回下一個值，如果容器中沒有更多元素了，則丟擲StopIteration異常。

列表、元組就實現了迭代器。

>>> 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、實現迭代物件

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("\r\n-------\r\n")
b = square(5)
for i in b:
    print(i)

輸出結果為：

==================== RESTART: C:/Users/plu/my_python/t1.py ====================
0
1
4
9
16
25
36
49
64
81
 
------- 

0
1
4
9
16
>>>