Python：產生器

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generator  #產生器

• 可迭代
• 只能讀取一次
• 即時產生資料，不全存在記憶體中

      用列表產生式，我們可以直接建立一個列表。但是，受到記憶體限制，列表容量肯定是有限的。而且，建立一個包含100萬個元素的列表，不僅佔用很大的儲存空間，如果我們僅僅需要訪問前面幾個元素，那後面絕大多數元素佔用的空間都白白浪費了。如果列表元素可以按照某種演算法推算出來，那我們是否可以在迴圈的過程中不斷推算出後續的元素呢？這樣就不必建立完整的list，從而節省大量的空間。在Python中，這種一邊迴圈一邊計算的機制，稱為產生器：generator。

#建立一個generator的第一一種方法很簡單，只要把一個列表產生式的[]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 0x1022ef630>#建立L和g的區別僅在於最外層的[]和()，L是一個list，而g是一個generator。

 

#如果要一個一個列印出來，可以通過next()函數獲得generator的下一個傳回值：>>> next(g)0>>> next(g)1>>> next(g)4>>> next(g)9>>> next(g)16>>> next(g)25>>> next(g)36>>> next(g)49>>> next(g)64>>> next(g)81>>> next(g)Traceback (most recent call last):  File "<stdin>", line 1, in <module>StopIteration#但是不斷調用next(g)實在是太變態了，正確的方法是使用for迴圈，因為generator也是可迭代對象：>>> g = (x * x for x in range(10))>>> for n in g:...     print(n)... 0149162536496481

 

yield關鍵字

用generator實現Fib數列為例：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產生式寫不出來，先用函數把它列印出來：def fib(max):    n, a, b = 0, 0, 1    while n < max:        print(b)        a, b = b, a + b        n = n + 1#調用>>> fib(6)112358

 

fib函數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。

也就是說，上面的函數和generator僅一步之遙。要把fib函數變成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    return ‘done‘#這就是定義generator的另一種方法。如果一個函數定義中包含yield關鍵字，那麼這個函數就不再是一個普通函數，而是一個generator：>>> f = fib(6)>>> f<generator object fib at 0x104feaaa0>#同樣，把函數改成generator後我們基本上從來不會用next()來擷取下一個傳回值，而是直接使用for迴圈來迭代：>>> for n in fib(6):...     print(n)...112358#但是用for迴圈調用generator時，發現拿不到generator的return語句的傳回值。如果想要拿到傳回值，必須捕獲StopIteration錯誤，傳回值包含在StopIteration的value中：>>> g = fib(6)>>> while True:...     try:...         x = next(g)...         print(‘g:‘, x)...     except StopIteration as e:...         print(‘Generator return value:‘, e.value)...         break...g: 1g: 1g: 2g: 3g: 5g: 8Generator return value: done

 

增加斐波那契數列更好的實現：

#定義實現函數def fib(n):    if n <= 1:        return n    else: return(fib(n-1) + fib(n-2))# 擷取使用者輸入 num = int(input("您要輸出幾項? "))# 檢查輸入的數字是否正確if num <= 0:    print("輸入正數")else:    print("斐波那契數列:")    for i in range(num):        print(fib(i))

#輸出結果您要輸出幾項? 10斐波那契數列:0112358132134

 

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