生成器（generator）中 的yield 以及幾個實例

　　帶有 yield 的函數在 Python 中被稱之為 generator（生成器）

先記住以下結論：

（1）一個帶有 yield 的函數就是一個 generator，它和普通函數不同，生成一個 generator 看起來像函數調用，但不會執行任何函數代碼， 　　 直到對其調用 next()（在 for 循環中會自動調用 next()）才開始執行。 （2）雖然執行流程仍按函數的流程執行，但每執行到一個 yield 語句就會中斷，並返回一個迭代值，下次執行時從 yield 的下一個語句繼續執行。 （3）看起來就好像一個函數在正常執行的過程中被 yield 中斷了數次，每次中斷都會通過 yield 返回當前的迭代值。

　　yield 的好處是顯而易見的，把一個函數改寫為一個 generator 就獲得了迭代能力，比起用類的實例保存狀態來計算下一個 next() 的值，不僅代碼簡潔，而且執行流程異常清晰。

一：實例1：Fibonacci數列

下面是一個使用yield實現Fibonacci數列的例子：（如果使用列表來存儲的話，如果數據大了會很占用內存）

# -*- coding:utf-8 -*-
def fib(max):
    n,a,b = 0,0,1
    while n < max:
       yield b
       a,b = b,a+b
       n += 1

f = fib(6)
print(next(f))
print(next(f))
print(next(f))
print(next(f))
print(next(f))
print(next(f))

　　但是，如果next的數量超過了限制的話，generator 自動拋出 StopIteration 異常，表示迭代完成。而在 for 循環里，無需處理 StopIteration 異常，循環會正常結束：

# -*- coding:utf-8 -*-
def fib(max):
    n,a,b = 0,0,1
    while n < max:
       yield b
       a,b = b,a+b
       n += 1

f = fib(6)
for i in f:
    print(i)

　　上面這樣利用for循環寫不會報錯。

**********************第二種寫法：**********************

# -*- coding:utf-8 -*-
def fib():
    a = b =1
    yield a
    yield b
    while 1:
        a , b = b , a+b
        yield b

g = fib()
# 取10個數
for i in range(10):
    print(next(g))   
'''
# 也可以這樣寫：
for num in fib():
    if num > 10:break
    print(num)
'''　

實例二：用yield生成器模擬Linux中命令：tail -f file | grep python 用於查找監控日志文件中出現有python字樣的行

# 注意程序只檢測新增的日志信息！
#當程序運行時，若warn.log文件中末尾有新增一行，且該一行包含python,該行就會被打印出來
#若打開warn.log時，末尾已經有了一行包含python，該行不會被打印，因為上面是f.seek(0,2)移動到了文件EOF處
#故，上面程序實現了tail -f warn.log | grep 'python'的功能，動態實時檢測warn.log中是否新增現了
#新的行，且該行包含python

def tail(f):
    # 移動到文件的EOF最后
    f.seek(0.2)
    while 1:
        # 讀取文件中新的文本行
        line = f.readline()
        if not line:continue
        # yield 出每一行的數據
        yield line

def grep(lines,search_text):
    for line in lines:
        if search_text in line:
            yield line

if __name__ == '__main__':
    flog = tail(open('log.log'))
    py_lines = grep(flog,'python')
    for line in py_lines:
        print(line)

實例三：有助於理解的例子

# -*- coding:utf-8 -*-
def count(n):
    while n > 0:
        print('before yield')
        yield n
        n -= 1
        print('after yield')

g = count(5)

print(g.send(None))

print(next(g))
# print(next(g))
#
# print(g.__next__())
# print(g.__next__())

結果：

實例四：yield中return的作用

 

作為生成器，因為每次迭代就會返回一個值，所以不能顯示的在生成器函數中return 某個值，包括None值也不行，否則會拋出“SyntaxError”的異常，但是在函數中可以出現單獨的return，表示結束該語句。
通過固定長度的緩沖區不斷讀文件，防止一次性讀取出現內存溢出的例子：

 

def read_file(path): 
  size = 1024
  with open(path,'r') as f: 
    while True: 
      block = f.read(SIZE) 
      if block: 
        yield block 
      else: 
        return

實例五：如一個函數中出現多個yield則next()會停止在下一個yield前

# -*- coding:utf-8 -*-
def generator():
    print('one')
    yield 123
    print('two')
    yield 456
    print('end')

g = generator()
# 第一次運行，暫停在 yield 123，打印one與123
print(next(g))
# 第二次運行，暫停在 yield 456，打印two與456
print(next(g))
# 第三次運行，先打印end，但是由於后面沒有yield語句了，因此再使用next()方法會報錯
print(next(g))

實例六：關於yield的返回值與send方法

 　　實際上，yield后面的數是我們通過next()方法取到的，也就是說123與456的結果是我們通過打印next(g)的方法獲取的！

　　而yield實際上也是有返回值的，看下面代碼：

 

# -*- coding:utf-8 -*-
def generator():
    print('one')
    a = yield 123
    print(a)
    print('two')
    yield 456
    print('end')

g = generator()
# 第一次運行，暫停在 yield 123
print(next(g))

 

結果為：

one
123

然后接着加代碼：

# -*- coding:utf-8 -*-
def generator():
    print('one')
    a = yield 123
    print(a)
    print('two')
    yield 456
    print('end')


g = generator()
# 第一次運行，暫停在 yield 123
print(next(g))
# 第二次運行，暫停在 yield 456
next(g)

結果如下：

 

one
123
None
two

 

這里沒有打印，直接使用的next方法，可以看到，在第二個yield與第一個結果之間多了一個None，其實，這個None就是“上一次被掛起的yield語句的返回值”，默認為None！

 

而我們可以通過send方法去為上一次被掛起的yield語句賦值。

看下面的例子：

# -*- coding:utf-8 -*-
def my_generator():
    value = yield 1
    value = yield(value)
    value = yield(value)

g = my_generator()

print(next(g))
print(g.send('hello'))
print(g.send('world'))

結果為：

1
hello
world

 

（1）當調用gen.next()方法時，python首先會執行MyGenerator方法的yield 1語句。由於是一個yield語句，因此方法的執行過程被掛起，而next方法返回值為yield關鍵字后面表達式的值，即為1。
 （2）當調用gen.send('hello')方法時，python首先恢復MyGenerator方法的運行環境。同時，將表達式(yield 1)的返回值定義為send方法參數的值，即為'hello'。
　　這樣，接下來value=（yield 1）這一賦值語句會將value的值置為'hello'。繼續運行會遇到yield value語句。因此，MyGenerator方法再次被掛起。
　　同時，send方法的返回值為yield關鍵字后面表達式的值，也即value的值，為'hello'。
 （3）當調用send('world')方法時MyGenerator方法的運行環境。同時，將表達式(yield value)的返回值定義為send方法參數的值，即為'world'。
　　這樣，接下來value=（yield value）這一賦值語句會將value的值置為'world'。第三次打印'world'。

可以看出來：第一個的next取到了1；我們把'hello'賦值給第一個yield作為其返回值，所以第二次取到的是'hello'，同樣的，第三次取到的是我們為第二個yield表達式send的返回值'world'。

總的來說，send方法和next方法唯一的區別是在執行send方法會首先把上一次掛起的yield語句的返回值通過參數設定，從而實現與生成器方法的交互。

但是需要注意，在一個生成器對象沒有執行next方法之前，由於沒有yield語句被掛起，如果非要是用send方法，那么這個在第一個位置的send方法里面的參數必須是None，否則會報錯。

錯誤的寫法：

正確的寫法：

 

因為當send方法的參數為None時，它與next方法完全等價。但是注意，雖然上面的代碼可以接受，但是不規范。

所以，在調用send方法之前，還是先調用一次next方法為好。

實例七：利用yield實現協程——生產者消費者模型

　　所謂協程，可以簡單理解為函數之間相互“切換”，