1. 通过列表生成式,我们可以直接创建一个列表。但是,受到内存限制,列表容量肯定是有限的。而且,创建一个包含100万个元素的列表,不仅占用很大的存储空间,如果我们仅仅需要访问前面几个元素,那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了。
    2. 所以,如果列表元素可以按照某种算法推算出来,那我们是否可以在循环的过程中不断推算出后续的元素呢?这样就不必创建完整的list,从而节省大量的空间。在Python中,这种一边循环一边计算的机制,称为生成器(Generator)。
    3. 要创建一个generator,有很多种方法。第一种方法很简单,只要把一个列表生成式的[]改成(),就创建了一个generator
    4. >>> L = [x * x for x in range(10)]
    5. >>> L
    6. [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
    7. >>> g = (x * x for x in range(10))
    8. >>> g
    9. <generator object <genexpr> at 0x104feab40>
    10. 创建Lg的区别仅在于最外层的[]和(),L是一个list,而g是一个generator
    11. 我们可以直接打印出list的每一个元素,但我们怎么打印出generator的每一个元素呢?
    12. 如果要一个一个打印出来,可以通过generatornext()方法:
    13. >>> g.next()
    14. 0
    15. >>> g.next()
    16. 1
    17. >>> g.next()
    18. 4
    19. >>> g.next()
    20. 9
    21. >>> g.next()
    22. 16
    23. >>> g.next()
    24. 25
    25. >>> g.next()
    26. 36
    27. >>> g.next()
    28. 49
    29. >>> g.next()
    30. 64
    31. >>> g.next()
    32. 81
    33. >>> g.next()
    34. Traceback (most recent call last):
    35. File "<stdin>", line 1, in <module>
    36. StopIteration
    37. 我们讲过,generator保存的是算法,每次调用next(),就计算出下一个元素的值,直到计算到最后一个元素,没有更多的元素时,抛出StopIteration的错误。
    38. 当然,上面这种不断调用next()方法实在是太变态了,正确的方法是使用for循环,因为generator也是可迭代对象:
    39. >>> g = (x * x for x in range(10))
    40. >>> for n in g:
    41. ... print n
    42. ...
    43. 0
    44. 1
    45. 4
    46. 9
    47. 16
    48. 25
    49. 36
    50. 49
    51. 64
    52. 81
    53. 所以,我们创建了一个generator后,基本上永远不会调用next()方法,而是通过for循环来迭代它。
    54. generator非常强大。如果推算的算法比较复杂,用类似列表生成式的for循环无法实现的时候,还可以用函数来实现。
    55. 比如,著名的斐波拉契数列(Fibonacci),除第一个和第二个数外,任意一个数都可由前两个数相加得到:
    56. 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, ...
    57. 斐波拉契数列用列表生成式写不出来,但是,用函数把它打印出来却很容易:
    58. def fib(max):
    59. n, a, b = 0, 0, 1
    60. while n < max:
    61. print b
    62. a, b = b, a + b
    63. n = n + 1
    64. 上面的函数可以输出斐波那契数列的前N个数:
    65. >>> fib(6)
    66. 1
    67. 1
    68. 2
    69. 3
    70. 5
    71. 8
    72. 仔细观察,可以看出,fib函数实际上是定义了斐波拉契数列的推算规则,可以从第一个元素开始,推算出后续任意的元素,这种逻辑其实非常类似generator
    73. 也就是说,上面的函数和generator仅一步之遥。要把fib函数变成generator,只需要把print b改为yield b就可以了:
    74. def fib(max):
    75. n, a, b = 0, 0, 1
    76. while n < max:
    77. yield b
    78. a, b = b, a + b
    79. n = n + 1
    80. 这就是定义generator的另一种方法。如果一个函数定义中包含yield关键字,那么这个函数就不再是一个普通函数,而是一个generator
    81. >>> fib(6)
    82. <generator object fib at 0x104feaaa0>
    83. 这里,最难理解的就是generator和函数的执行流程不一样。函数是顺序执行,遇到return语句或者最后一行函数语句就返回。而变成generator的函数,在每次调用next()的时候执行,遇到yield语句返回,再次执行时从上次返回的yield语句处继续执行。
    84. 举个简单的例子,定义一个generator,依次返回数字135
    85. >>> def odd():
    86. ... print 'step 1'
    87. ... yield 1
    88. ... print 'step 2'
    89. ... yield 3
    90. ... print 'step 3'
    91. ... yield 5
    92. ...
    93. >>> o = odd()
    94. >>> o.next()
    95. step 1
    96. 1
    97. >>> o.next()
    98. step 2
    99. 3
    100. >>> o.next()
    101. step 3
    102. 5
    103. >>> o.next()
    104. Traceback (most recent call last):
    105. File "<stdin>", line 1, in <module>
    106. StopIteration
    107. 可以看到,odd不是普通函数,而是generator,在执行过程中,遇到yield就中断,下次又继续执行。执行3yield后,已经没有yield可以执行了,所以,第4次调用next()就报错。
    108. 回到fib的例子,我们在循环过程中不断调用yield,就会不断中断。当然要给循环设置一个条件来退出循环,不然就会产生一个无限数列出来。
    109. 同样的,把函数改成generator后,我们基本上从来不会用next()来调用它,而是直接使用for循环来迭代:
    110. >>> for n in fib(6):
    111. ... print n
    112. ...
    113. 1
    114. 1
    115. 2
    116. 3
    117. 5
    118. 8
    119. 小结
    120. generator是非常强大的工具,在Python中,可以简单地把列表生成式改成generator,也可以通过函数实现复杂逻辑的generator
    121. 要理解generator的工作原理,它是在for循环的过程中不断计算出下一个元素,并在适当的条件结束for循环。对于函数改成的generator来说,遇到return语句或者执行到函数体最后一行语句,就是结束generator的指令,for循环随之结束。