python迭代器、生成器、yield理解

简介

yield关键字是python的一种高阶用法，使用yield的函数会返回一个生成器对象，生成器又是一个迭代器，与迭代器相类似的则是可迭代对象，下面首先介绍一下迭代器吧。

迭代器

在python中规定，当一个对象里面实现了__iter__、__next__的这两个魔法函数时，则此对象为迭代器。对于迭代器来说，__iter__返回迭代器自身，__next__返回容器中的下一个值，如果容器中没有更多元素了，则抛出StopIteration异常。

class iter_test(object):

    def __init__(self, num):
        self.digit = -1
        self.num = num

    # 返回对象本身
    def __iter__(self):
        return self

    # 返回迭代器的下一个对象
    def __next__(self):
        # 返回下一个对象
        if self.digit < self.num - 1:
            self.digit += 1
            return self.digit
        else:
            # 当不存在下一个元素时抛出 迭代异常
            raise StopIteration
t = iter_test(10)
print(next(t))
print(next(t))
print(next(t))
print(next(t))
print(next(t))
print(next(t))
print(next(t))
print(next(t))
print(next(t))
print(next(t))
print(next(t))
print(next(t))

可迭代对象

实现了__inter__方法并返回迭代器对象（iter,next）的对象就叫做可迭代对象，例如字符串、列表、字典、集合、元组，可迭代对象可以被for循环。

生成器

它不需要再像上面的类一样写__iter__()和__next__()方法了，只需要一个yiled关键字。 生成器一定是迭代器（反之不成立），因此任何生成器也是以一种懒加载的模式生成值。

yield关键字

在调用生成器函数的过程中，每次遇到 yield 时函数会暂停并保存当前所有的运行信息（保留局部变量），返回yield的值, 并在下一次执行next()方法时从当前位置继续运行，直到生成器被全部遍历完。

例：斐波那契序列

普通写法

def fib(count):
    m = 1
    n = 1
    a = 0
    ret = []
    while a < count:
        ret.append(n)
        n, m = m, m+n
        a += 1
    return ret

for item in fib(6):
    print(item)

yield关键字写法,与普通写法类似，只是将列表存储换成了yield，但是会大大减少内存消耗,并且可以使用next进行逐个的结果输出，当实例化对象时，只是创建了一个生成器，只有当进行迭代遍历时才会生成对应对象

def fib2(count):
    m = 1
    n = 1
    a = 0
    while a < count:
        yield n
        n, m = m, m+n
        a += 1

fib2 = fib2(6)
print(next(fib2))
print(next(fib2))
print(next(fib2))
print(next(fib2))

yield关键字与return类似，都是执行结果返回，但是return一般为处理完成后返回全部结果，而yield则是在处理过程中暂停当前的运行状态并返回一个结果，且在下次执行时接着上次的执行结果继续执行，内存消耗相对少。

与yield的next函数相关的还有一个send函数

send函数

与next函数功能类似，但send函数可以修改yield 的返回值

def fib3(count):
    m = 1
    n = 1
    a = 0
    while a < count:
        y_ret = yield n
        print(f'y_ret:{y_ret}')
        n, m = m, m+n
        a += 1

fib3 = fib3(6)
print(fib3.send(None))
print(fib3.send(2))
print(fib3.send(3))
print(next(fib3))
print(next(fib3))
print(next(fib3))

需要注意的是send在获取第一个值时必须传None，send是对上次暂停执行的yield进行赋值，因此，在第一个没到yield时无法传值

yield使用场景

一般而言，对于数据处理时，我们都会存储在一个序列中，但这回消耗较大的内存，yield可以优化这种问题。

yield适用于那种按照特定格式或者逻辑处理的数据，注意返回的是生成器，需要遍历或者next获取元素

• 数据的集合
• 简化代码结构
  
  以上两点都几乎都是基于for循环

yield from

python3.3出现，适用于生成器的嵌套，

yield from 后面需要加的是可迭代对象，它可以是普通的可迭代对象，也可以是迭代器，甚至是生成器。

参考

yield理解

yield使用场景