python生成器怎么实现
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提到生成器,总不可避免地要把迭代器拉出来对比着讲,生成器就是一个在行为上和迭代器非常类似的对象,如果把迭代器比作 Android 系统,那么生成器就是 iOS,二者功能上差不多,但是生成器更优雅。
什么是迭代器
顾名思义,迭代器就是用于迭代操作(for 循环)的对象,它像列表一样可以迭代获取其中的每一个元素,任何实现了 __next__
方法
(python2 是 next)的对象都可以称为迭代器。
它与列表的区别在于,构建迭代器的时候,不像列表把所有元素一次性加载到内存,而是以一种延迟计算(lazy evaluation)方式返回元素,这正是它的优点。比如列表含有中一千万个整数,需要占超过400M的内存,而迭代器只需要几十个字节的空间。因为它并没有把所有元素装载到内存中,而是等到调用 next 方法时候才返回该元素(call by need 的方式),本质上 for 循环就是不断地调用迭代器的next方法。
以斐波那契数列为例来实现一个迭代器:
class Fib: def __init__(self, n): self.prev = 0 self.cur = 1 self.n = n def __iter__(self): return self def __next__(self): if self.n > 0: value = self.cur self.cur = self.cur + self.prev self.prev = value self.n -= 1 return value else: raise StopIteration() f = Fib(10) print([i for i in f]) #[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]
什么是生成器
知道迭代器之后,就可以正式进入生成器的话题了。普通函数用 return
返回一个值,和 Java 等其他语言是一样的,然而在 Python 中还有一种函数,用关键字 yield
来返回值,这种函数叫生成器函数,函数被调用时会返回一个生成器对象,生成器本质上还是一个迭代器,也是用在迭代操作中,因此它有和迭代器一样的特性,唯一的区别在于实现方式上不一样,后者更加简洁
最简单的生成器函数:
>>> def func(n):
... yield n*2
...
>>> func
>>> g = func(5)
>>> g
>>>
func 就是一个生成器函数,调用该函数时返回对象就是生成器 g ,这个生成器对象的行为和迭代器是非常相似的,可以用在 for 循环等场景中。注意 yield 对应的值在函数被调用时不会立刻返回,而是调用next方法时(本质上 for 循环也是调用 next 方法)才返回
>>> g = func(5)
>>> next(g)
10
>>> g = func(5)
>>> for i in g:
... print(i)
...
10
那为什么要用生成器呢?显然,用生成器在逼格上要比迭代器高几个等级,它没有那么多冗长代码了,而且性能上一样的高效,为什么不用呢?来看看用生成器实现斐波那契数列有多简单。
def fib(n):
prev, curr = 0, 1
while n > 0:
n -= 1
yield curr
prev, curr = curr, curr + prev
print([i for i in fib(10)])
#[1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]
生成器表达式
在前面一期这样写代码更优雅的文章里面曾经介绍过列表推导式(list comprehension),生成器表达式与列表推导式长的非常像,但是它俩返回的对象不一样,前者返回生成器对象,后者返回列表对象。
>>> g = (x*2 for x in range(10))
>>> type(g)
>>> l = [x*2 for x in range(10)]
>>> type(l)
感谢各位的阅读,以上就是“python生成器怎么实现”的内容了,经过本文的学习后,相信大家对python生成器怎么实现这一问题有了更深刻的体会,具体使用情况还需要大家实践验证。这里是创新互联,小编将为大家推送更多相关知识点的文章,欢迎关注!
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