生产器&迭代器

生成器

列表生成器：简洁代码

>>> a = [i+1 for i in range(10)]
>>> a
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

生成器

通过列表生成式，我们可以直接创建一个列表。但是，受到内存限制，列表容量肯定是有限的。而且，创建一个包含100万个元素的列表，不仅占用很大的存储空间，如果我们仅仅需要访问前面几个元素，那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了。

所以，如果列表元素可以按照某种算法推算出来，那我们是否可以在循环的过程中不断推算出后续的元素呢？这样就不必创建完整的list，从而节省大量的空间。在Python中，这种一边循环一边计算的机制，称为生成器：generator。

1.不可以切片取值。

2.只有在调用时才会生成相应的数据，不占用空间。

3.只记住当前位置，不能往回返，只能一步一步往后。只有一个_next_()方法，效率不高 用for循环或函数(yield)

generator保存的是算法，每次调用next(g)，就计算出g的下一个元素的值，直到计算到最后一个元素，没有更多的元素时，抛出StopIteration的错误。

>>> next(g)
0
>>> next(g)
1
>>> next(g)
4
>>> next(g)
9

不断调用next(g)实在是太变态了，正确的方法是使用for循环，因为generator也是可迭代对象：

>>> g = (x * x for x in range(10))
>>> for n in g:
...     print(n)
0
1
4
9
16
25
36
49
64
81

generator非常强大。如果推算的算法比较复杂，用类似列表生成式的for循环无法实现的时候，还可以用函数来实现。

斐波拉契数列用列表生成式写不出来，但是，用函数把它打印出来却很容易：

def fib(max):
    n, a, b = 0, 0, 1
    while n < max:
        print(b)
        a, b = b, a + b
        n = n + 1
    return 'done'

fib(10)
1 1 2 3 5 8 13 

赋值语句： a, b = b, a + b
相当于：   t = (b, a + b) # t是一个tuple
           a = t[0]
           b = t[1]

要把fib函数变成generator，只需要把print(b)改为yield b就可以了：

def fib(max):
    n,a,b = 0,0,1
    while n < max:
        #print(b)
        yield  b
        a,b = b,a+b
        n += 1
    return 'done' 

如果一个函数定义中包含yield关键字，那么这个函数就不再是一个普通函数，而是一个generator：

generator和函数的执行流程不一样。函数是顺序执行，遇到return语句或者最后一行函数语句就返回。而变成generator的函数，在每次调用next()的时候执行，遇到yield语句返回，再次执行时从上次返回的yield语句处继续执行。

print( fib(6) ) -->   <generator object fib at 0x104feaaa0>
#只有一个next方法 调用
f= fib(6) )
print( f._next_() )    ---->1
print( f._next_() )    ---->1
#作用  可以中断取做其他事情  回来后再继续进行
print("干点别的事")   ----->干点别的事
print( f._next_() )    ---->2
print( f._next_() )    ---->3
print( f._next_() )    ---->5

generator保存的是算法，每次调用next(g)，就计算出g的下一个元素的值，直到计算到最后一个元素，没有更多的元素时，抛出StopIteration的错误。

用for循环调用generator时，发现拿不到generator的return语句的返回值。如果想要拿到返回值，必须捕获StopIteration错误，返回值包含在StopIteration的value中：

>>> g = fib(6)
>>> while True:
...     try:
...         x = next(g)
...         print('g:', x)
...     except StopIteration as e:
...         print('Generator return value:', e.value)
...         break
...
g: 1
g: 1
g: 2
g: 3
g: 5
g: 8
Generator return value: done

生成器作用  ：单线程下实现并发（生产者消费者模型）

import time
def consumer(name):
    print("%s 准备吃包子啦!" %name)
    while True:
       baozi = yield  #next

       print("包子[%s]来了,被[%s]吃了!" %(baozi,name))  #send

#c = consumer("ChenRonghua")
#c.__next__()  调用yield    唤醒作用
# b1= "韭菜馅"
# c.send(b1) 调用yield 同时传值   唤醒并传值作用
# c.__next__()

def producer(name):
    c = consumer('A')#声明生成器
    c2 = consumer('B')
    c.__next__()   #此处必须调用next 才能开始启动上面生成器 唤醒yield  返回下面 进行传值
    c2.__next__()
    print("老子开始准备做包子啦!")
    for i in range(10):
        time.sleep(1)
        print("做了1个包子,分两半!")
        c.send(i)
        c2.send(i)

producer("alex")

--------------------------
A准备吃包子啦!
B准备吃包子啦!
老子开始准备做包子啦!
做了1个包子,分两半
包子[0]来了,被[A]吃了
包子[0]来了,被[B]吃了
做了1个包子,分两半
包子[1]来了,被[A]吃了
包子[1]来了,被[B]吃了
....

迭代器

我们已经知道，可以直接作用于for循环的数据类型有以下几种：

一类是集合数据类型，如list、tuple、dict、set、str等；

一类是generator，包括生成器和带yield的generator function。

这些可以直接作用于for循环的对象统称为可迭代对象：Iterable。

可以使用isinstance()判断一个对象是否是Iterable对象：

>>> from collections import Iterable
>>> isinstance([], Iterable)
True
>>> isinstance({}, Iterable)
True
>>> isinstance('abc', Iterable)
True
>>> isinstance((x for x in range(10)), Iterable)
True
>>> isinstance(100, Iterable)
False

而生成器不但可以作用于for循环，还可以被next()函数不断调用并返回下一个值，直到最后抛出StopIteration错误表示无法继续返回下一个值了。

*可以被next()函数调用并不断返回下一个值的对象称为迭代器：Iterator。

可以使用isinstance()判断一个对象是否是Iterator对象：

>>> from collections import Iterator
>>> isinstance((x for x in range(10)), Iterator)
True
>>> isinstance([], Iterator)
False
>>> isinstance({}, Iterator)
False
>>> isinstance('abc', Iterator)
False

生成器都是Iterator对象，但list、dict、str虽然是Iterable，却不是Iterator。

把list、dict、str等Iterable变成Iterator可以使用iter()函数：

>>> isinstance(iter([]), Iterator)
True
>>> isinstance(iter('abc'), Iterator)
True

为什么list、dict、str等数据类型不是Iterator？

这是因为Python的Iterator对象表示的是一个数据流，Iterator对象可以被next()函数调用并不断返回下一个数据，直到没有数据时抛出StopIteration错误。可以把这个数据流看做是一个有序序列，但我们却不能提前知道序列的长度，只能不断通过next()函数实现按需计算下一个数据，所以Iterator的计算是惰性的，只有在需要返回下一个数据时它才会计算。

Iterator甚至可以表示一个无限大的数据流，例如全体自然数。而使用list是永远不可能存储全体自然数的。

总结：

凡是可作用于for循环的对象都是Iterable类型；

凡是可作用于next()函数的对象都是Iterator类型，它们表示一个惰性计算的序列；

集合数据类型如list、dict、str等是Iterable但不是Iterator，不过可以通过iter()函数获得一个Iterator对象。

Python的for循环本质上就是通过不断调用next()函数实现的，例如：

for x in [1, 2, 3, 4, 5]:
    pass

#实际上完全等价于：

# 首先获得Iterator对象:
it = iter([1, 2, 3, 4, 5])
# 循环:
while True:
    try:
        # 获得下一个值:
        x = next(it)
    except StopIteration:
        # 遇到StopIteration就退出循环
        break

迭代器更相当于一个概念  例如for 的底层用迭代器封装