生成器進化到協(xié)程 Part 1

lemon 發(fā)布于2019-07-30 17:00 / 494人閱讀

摘要：生成器用于定義生成器函數(shù)只要存在該函數(shù)必定是一個生成器調(diào)用該函數(shù)返回一個生成器讓一個生成器前進使用使一個生成器前進到下一個語句處，并將產(chǎn)出值作為其返回值。

前言

這篇文章大部分來自 David Beazley 在 PyCon 2014 的 PPT 《Generators: The Final Frontier》。這個PPT很長而且非常燒腦，建議在閱讀前應了解 Python 的生成器與攜程相關(guān)知識，推薦《流暢的 Python》。

David Beazley 的博客

PPT 下載鏈接

生成器（generator）

使用 yield 來定義一個生成器

def countdown(n):
    while n > 0:
        yield n
        n -= 1
    
c = countdown(10)
c

生成器可用于迭代

for x in countdown(10):
    print("倒數(shù)：", x)

倒數(shù)： 10
倒數(shù)： 9
倒數(shù)： 8
倒數(shù)： 7
倒數(shù)： 6
倒數(shù)： 5
倒數(shù)： 4
倒數(shù)： 3
倒數(shù)： 2
倒數(shù)： 1

可以通過 next() 來一步步地讓生成器 yield 一個值，直到函數(shù)迭代器結(jié)束并拋出 StopIteration。如果你對這一頭霧水，建議閱讀《Fluent Python》14.4 章。
這里 for 其實相當于不斷地調(diào)用 next 并處理 StopIteration

c = countdown(3)

# next(c)
3
# next(c)
2
# next(c)
1

把生成器當作管道

你可以嵌套生成器，這會導致類似于 Unix 命令行管道的效果

def add_A(seq):
    for item in seq:
        yield item + "-A"

def add_B(seq):
    for item in seq:
        yield item + "-B"

def add_C(seq):
    for item in seq:
        yield item + "-C"
        
seq = ["apple", "banana", "orange"]

stacked_generator = add_C(add_B(add_A(seq)))

for item in stacked_generator:
    print(item)

apple-A-B-C
banana-A-B-C
orange-A-B-C

可以看到，我們?yōu)?seq 里的每項都依次添加了一個 tag。

yield 可以接受傳值

yield 的作用是向調(diào)用者返回一個值，調(diào)用者其實也可以向生成器傳值。

def receiver():
    while True:
        received_item = yield
        print("收到：", received_item)

def caller():
    recv = receiver()
    next(recv) # 使生成器前進到 yield
    for i in "abcd":
        recv.send(i)
        
caller()

收到： a
收到： b
收到： c
收到： d

那 send 函數(shù)的返回值是什么呢？

def receiver():
    call_times = 0
    while True:
        item = yield call_times
        print("收到：", item)
        call_times += 1
        
def caller():
    recv = receiver()
    next(recv)
    for i in "abcd":
        ret_value = recv.send(i)
        print("返回值: ", ret_value)
        
caller()

收到： a
返回值:  1
收到： b
返回值:  2
收到： c
返回值:  3
收到： d
返回值:  4

所以 send 可以向生成器傳值的同時會讓生成器前進到下一個 yield 語句，并將 yield 右側(cè)的值作為返回值。

生成器 101

yield 用于定義生成器函數(shù)

只要 yield 存在該函數(shù)必定是一個生成器

調(diào)用該函數(shù)返回一個生成器

讓一個生成器前進

使用 next 使一個生成器前進到下一個 yield 語句處，并將產(chǎn)出值（yielded value）作為其返回值。使用 gen.__next__()效果相同。

注意：這是一個新創(chuàng)建的生成器唯一允許的操作。

def generator():
    yield "a"
    yield "b"
    
gen = generator()

# next(gen)
"a"
# next(gen)
"b"

給生成器傳值

可以通過調(diào)用生成器的 send 方法來向生成器傳值，這將讓生成器從上次暫停的 yield 前進到下個 yield，并將產(chǎn)出值作為 send 的返回值。

def generator():
    item = yield "a"
    print(item)
    another_item = yield "b"
    
gen = generator()
print(next(gen))
print(gen.send(1))

a
1
b

關(guān)閉一個生成器

通過調(diào)用生成器 close 方法可以生成器在 yield 語句處拋出 GeneratorExit。這時僅允許 return，如果沒有捕捉這個錯誤，生成器會靜默關(guān)閉，不拋出錯誤。

def generator():
    times = 0
    while True:
        yield times
        times += 1
            
gen = generator()
print(next(gen))
print(next(gen))
gen.close() # 不會拋出錯誤

0
1

拋出錯誤

調(diào)用生成器的 throw 方法可以在 yield 處拋出某個特定類型的錯誤，如果生成器內(nèi)部可以捕捉這個錯誤，那生成器將前進到下個 yield 語句處，并將產(chǎn)出值作為 throw 的返回值，否則中止生成器。
throw 的函數(shù)簽名如下：

throw(typ, [,val, [,tb]])

其中 tyb 是某錯誤類型，val是錯誤信息，tb 為 traceback。更多信息可以參考官方的PEP0342

def generator():
    try:
        yield "apple"
    except RuntimeError as e:
        print("捕捉到：", e)
    yield "banana"
    

gen = generator()
print(next(gen))
print(gen.throw(RuntimeError, "運行錯誤"))

apple
捕捉到： 運行錯誤
banana

生成器返回值

如果在生成器函數(shù)中加上 return 那在運行到 return 時將會把返回值作為 StopIteration 的值傳遞出去。這個是 Python3 的特性，Python2 生成器不能返回某個值。

def generator():
    yield
    return "apple"
    
g = generator()
next(g)
try:
    next(g)
except StopIteration as e:
    print(e)

apple

生成器委托

使用 yield from 可以幫你對一個生成器不斷調(diào)用 next 函數(shù)，并返回生成器的返回值。言下之意是你可以在生成器里調(diào)用生成器。

def generator():
    yield "a"
    yield "b"
    return "c"
    
def func():
    result = yield from generator()
    print(result)

調(diào)用 func 結(jié)果是返回一個生成器

# func()


# next(func())
"a"

另外一個例子

def chain(x, y):
    yield from x
    yield from y
    
a = [1, 2, 3]
b = [4, 5, 6]

for i in chain(a, b):
    print(i, end=" ")

1 2 3 4 5 6

c = [7, 8, 9]
for i in chain(a, chain(b, c)):
    print(i, end=" ")

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Part 1總結(jié) 生成器定義

def generator():
    ...
    yield
    ...
    return result

生成器操作

gen = generator()

# 使一個生成器前進
next(gen)

# 傳遞一個值
gen.send(item)

# 中止生成器
gen.close()

# 拋出錯誤
gen.throw(exc, val, tb)

# 委托
result = yield from gen

云服務器 GPU云服務器 Part-1 part Part-2 Part1

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