Python基础：14生成器

yield表达式只用于定义生成器函数，且只能存在于函数的定义体中。只要一个函数内部使用了yield表达式，则该函数就成为生成器函数。

当调用生成器函数时，它返回一个称为生成器的迭代器。然后该生成器控制生成器函数的执行。当调用生成器的其中一个方法时，执行开始。此时，执行会行进到第一个yield表达式，在那里执行被挂起并返回一个值给生成器的调用者。挂起的意思是保存所有的局部状态，包括当前局部变量的绑定、指令的指针和内部的计算栈。当通过调用生成器的一个方法来恢复执行时，函数可以准确地继续执行，就好像yield表达式只是一个外部的调用。恢复执行后yield表达式的值取决于恢复执行的方法。

所有这些使得生成器函数与协程非常类似；它们可以yield多次，它们有多个入口点且它们的执行可以挂起。唯一的区别是生成器函数不可以控制yield之后执行应该从何处继续；控制始终被转让给生成器的调用者。

生成器函数，要么没有return语句，要么带有空的return语句，否则，会引起语法错误。

调用生成器，当到达一个真正的返回或者函数没有更多的值返回时，一个StopIteration 异常就会抛出。简单例子如下：

def  simpleGen():
        yield  1
        yield  '2 -->punch!'
        return
        yield  4

>>>myG  =  simpleGen()
>>>myG.next()
1
>>>myG.next()
'2 -->punch!'
>>>myG.next()
Traceback (mostrecent call last):
File"", line 1, in ?
StopIteration

生成器迭代器的方法。它们可用于控制生成器函数的执行。注意当生成器已经在执行时，调用下面的任何一个生成器方法都将引发ValueError异常。

1：generator.next()

开始生成器函数的执行或者在上一次执行的yield表达式之后恢复执行。然后执行继续行进到下一个yield表达式，在那里生成器被再次挂起并返回值给next()的调用者。当生成器函数使用next()方法恢复执行时，当前的yield表达式的值始终是None。如果生成器退出时没有yield另外一个值，则引发一个StopIteration异常。比如下面的代码：

def  gen():
        while  True:
                print 'before yield'
                res  =  yield random.randint(1, 100)
                print  'res is ',  res

>>> ag = gen()
>>> ag
<generator  object  gen at  0x0000000002645168>

>>> ag.next()
before  yield
12
>>> ag.next()
res is None
before  yield
14

2：generator.send(value)

开始生成器函数的执行或者在上一次执行的yield表达式之后恢复执行，并“发送”一个值value到生成器中，该value参数成为当前yield表达式的结果。send()方法返回生成器yield的下一个值，如果生成器退出时没有yield另外一个值则引发StopIteration。 当调用send()用于开始生成器的执行时，它必须以None作为参数进行调用，因为没有接受该值的yield表达式。

>>> ag2  =  gen()
>>> ag2
<generator  object  gen at  0x00000000026451F8>
>>> ag2.send(None)
before  yield
28
>>> ag2.send(1)
res  is  1
before  yield
61
>>> ag2.send('hehe')
res  is  hehe
before  yield
21
>>> ag2.next()
res  is  None
before  yield
22
>>> ag3 = gen()
>>> ag3.send(1)
Traceback (most recent call last):
  File"<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: can't send non-None value to ajust-started generator

3：generator.throw(type[, value[, traceback]])

在生成器暂停的地方引发一个type类型的异常，并返回生成器函数yield的下一个值。如果生成器在退出时没有yield一个值，则引发StopIteration异常。如果生成器函数没有捕获传递进来的异常或者引发一个不同的异常，那么该异常将传播到调用者。例子如下：

def  gen():
       while True:
              print 'before  yield'
              try:
                     res = yield  random.randint(1,100)
              except Exception ,e:
                     print 'recv except: ',  e
              print 'res is ',  res

>>> ag  =  gen()
>>> ag.next()
before  yield
68
>>> ag.next()
res  is  None
before  yield
48
>>> ag.throw(TypeError,  1)
recv  except: 1
res  is  None
before  yield
37

>>> ag.throw(KeyboardInterrupt, 1)
Traceback (most recent call last):
  File"<stdin>", line 1, in <module>
  File"test.py", line 7, in gen
    res =yield random.randint(1,100)
KeyboardInterrupt: 1
>>> ag.next()
Traceback (most recent call last):
  File"<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

4：generator.close()

在生成器函数暂停的地方引发一个GeneratorExit。如果生成器函数此后引发StopIteration（正常退出或者由于已经正在关闭），或者没有捕获GeneratorExit异常，close会返回到调用者。否则，如果生成器yield一个值，则引发一个RuntimeError。如果生成器引发其它任何异常，它会被传播到调用者。如果生成器已经由于异常退出或正常退出，close()不会做任何事情。

def  gen():
       while True:
              print 'before  yield'
              try:
                     res =  yield  random.randint(1,100)
              except Exception ,e:
                     print 'recv except: ',  e
              print 'res is ',  res

>>> ag2  =  gen()
>>> ag2.close()
>>> ag2.send(2)
Traceback (most recent call last):
  File"<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration
>>> ag2.next()
Traceback (most recent call last):
  File"<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

def  gen():
       while True:
              print 'before yield'
              try:
                     res =  yield random.randint(1,100)
              except Exception ,e:
                     print 'recv except: ', e
              except GeneratorExit, e:
                     print 'recv exit: ', e
              print 'res is ',  res

>>> ag  =  gen()
>>> ag.next()
before  yield
4
>>> ag.next()
res  is  None
before  yield
16
>>>ag.close()
recv  exit:
res  is  None
before yield
Traceback(most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in<module>
RuntimeError:generator ignored GeneratorExit

可以在PEP 的255 和342 中，以及给读者介绍python2.2 中新特性的linux 期刊文章中阅读到更多关于生成器的资料：http://www.linuxjournal.com/article/5597

参考：

http://python.usyiyi.cn/python_278/reference/expressions.html#yieldexpr

https://docs.python.org/2/reference/expressions.html#yieldexpr

http://www.cnblogs.com/huxi/archive/2011/07/14/2106863.html

http://pyzh.readthedocs.org/en/latest/the-python-yield-keyword-explained.html