17. Python 生成式 生成器 疊代器

1.      生成式和生成器

清單生成式是python受歡迎的一種文法之一，通過一句簡潔的文法，就能對元組元素進行過濾，還可以對得到的元素進行轉換處理。

文法格式：

    [exp for val in collection if condition]

相當于

result = []

for val in collection:

    if (condition):

        result.append(exp)

例子：

    a = [x*x for x in xrange(10) if x%2 == 0]

    print (type(a))

    print (a)

結果：

    <type 'list'>

    [0, 4, 16, 36, 64]

解釋：

① 由此取出xrange(10)從0到9

② 判斷 x*x 是偶數，就保留，存在新的字典中

③ 把所有符合x*x是偶數的元素都放到新的清單中傳回。

通過清單生成式，我們可以建立一個清單，但是，受到記憶體限制，清單容量肯定是有限的；

如果建立一個包含100萬個元素的的清單，不僅占用很大的存儲空間，當我們僅僅需要通路前面的幾個元素，後面絕大多數元素占的空間都浪費了。

是以，如果清單元素可以按照某種算法推算出來，那我們是否可以在循環的過程中不斷推算出後續的元素？

這樣一來就不必建立完整的list了，進而節省大量的空間。

在python中，這種一邊循環一邊計算的機制，稱為"生成器"（Generator）

生成器是一次生成一個值的特殊類型函數，可以将其視為可恢複函數，調用該函數将傳回一個可用于生成連續 x 的值的生成器；

簡單的說就是在函數執行過程中，yield 語句會把你需要的的值傳回給調用生成器的地方，然後退出函數，下次調用生成器函數

的時候，又從上次中斷的地方開始執行，而生成器内的所有變量參數會被儲存下來供下一次使用。

要建立生成器有好幾種方法：

第一種方法

    把一個清單生成式的[]，改成()，這就建立了一個生成器。

lst = (x*x for x in xrange(1,101) if x%2 == 0)

print (lst)

print (type(lst))

print (lst.next())

<generator object <genexpr> at 0x02E72508>

<type 'generator'>

4

16

36

64

100

144

    generator 儲存的是算法，每次調用next()，就計算出下一個元素的值，直到計算到最後一個元素為止。

第二種方法：

函數中定義清單生成器，即如果函數中包含yield關鍵字，那麼這個函數不再是一個普通函數，而是一個generator。

普通函數：

def func(n):

    sum = 0

    i = 0

    while(i<n):

        sum = sum + i

        i += 1

        print (sum)

func(10)

1

3

6

10

15

21

28

45

清單生成器：

        yield (sum)

for x in func(10):

    print  x

print (type(func(10)))

① 以上函數有關鍵字 yield ，是以生成的是一個生成器；

② 通過for 循環調用生成器，當執行到yield的時候，傳回sum值，sum為0，此時暫停并記錄sum的值；

③ 列印出sum的值，然後繼續往下去執行，跳入下一個循環 while(1<10)

④ 直到遇到yield的時候，傳回sum的值

⑤ 反複執行3,4的步驟，直到循環結束，最終退出程式。

兩個函數的差別：

    一個直接反回了表達式的結果清單，另一個是一個對象，該對象包含了對表達式結果的計算引用，通過循環可以直接輸出。

生成器不會一次性列出所有資料，當你用到的時候，再列出來，更加節約記憶體使用率。

普通函數和清單生成器的差別：

    結果雖然相同，但是包含yield語句的函數會特地編譯成生成器，當函數被調用的時候，他們傳回一個生成器對象，這個對象支援疊代器接口，

每當遇到yield關鍵字的時候，可以了解成函數的return語句，yield後面的值，就是傳回值。但是不像一般函數在return後退出，生成器函數在生成

值後會自動挂起并暫停他們的執行和狀态，他的本地變量将儲存狀态資訊，這些資訊在函數恢複時将再度有效，下次從yield下面的部分開始執行。

比如說上一次執行到3，下次開始時，找到3的位置，從6開始執行，（不會從頭開始執行），以此類推。

補充學習：http://www.jianshu.com/p/d09778f4e055

生成式：一次性生成所有資料，然後儲存在記憶體中，适合小量的資料。

生成器：傳回一個可疊代的對象，即"generator"對象，必須通過循環才可以一一列出所有結果。

2.      疊代器

iterable (可疊代對象) 和 iterator（疊代器）主要差別：

凡是可以用 for 循環的都是iterable（可疊代對象），可以通過循環調用出來的都是，比如：[]，()，{}，生成式....

凡是要通過 next（）函數調用并獲得值的可疊代對象都是iterator（疊代器）

是以生成器可以被next()函數調用并不斷傳回下一個值的對象稱為疊代器

可以簡單了解為 生成器 就是疊代器的可疊代對象。

凡是可作用于 for 循環的對象都是iterable 類

凡是可作用于 next()函數的對象都是iterator類型，他們表示一個惰性計算的序列。

作業：

九九乘法表

    return ["{0}*{1}={2}".format(x,n,x*n) for x in xrange(1,n+1) ]

for i in xrange(1,10):

    print " ".join(func(i))

本文轉自 聽丶飛鳥說 51CTO部落格，原文連結:http://blog.51cto.com/286577399/1978911