Python关键字yield详解以及Iterable 和Iterator区别

迭代器(Iterator)

为了理解yield是什么，首先要明白生成器(generator)是什么，在讲生成器之前先说说迭代器(iterator)，当创建一个列表(list)时，你可以逐个的读取每一项，这就叫做迭代（iteration）。

1. mylist = [1, 2, 3]
2. for i in mylist :
3. print(i)
4. 1
5. 2
6. 3

Mylist就是一个迭代器，不管是使用复杂的表达式列表，还是直接创建一个列表，都是可迭代的对象。

1. mylist = [x*x for x in range(3)]
2. for i in mylist :
3. print(i)
4. 0
5. 1
6. 4

你可以使用“for··· in ···”来操作可迭代对象，如：list,string,files,这些迭代对象非常方便我们使用，因为你可以按照你的意愿进行重复的读取。但是你不得不预先存储所有的元素在内存中，那些对象里有很多元素时，并不是每一项都对你有用。

生成器(Generators)

生成器同样是可迭代对象，但是你只能读取一次，因为它并没有把所有值存放内存中，它动态的生成值：

1. mygenerator = (x*x for x in range(3))
2. for i in mygenerator :
3. print(i)
4. 0
5. 1
6. 4

使用()和[]结果是一样的，但是，第二次执行“ for in mygenerator”不会有任何结果返回，因为它只能使用一次。首先计算0，然后计算1，之后计算4，依次类推。

Yield

Yield是关键字， 用起来像return，yield在告诉程序，要求函数返回一个生成器。

1. def createGenerator() :
2. mylist = range(3)
3. for i in mylist :
4. yield i*i
5. mygenerator = createGenerator() # create a generator
6. print(mygenerator) # mygenerator is an object!
7. <generator object createGenerator at 0xb7555c34>
8. for i in mygenerator:
9. print(i)
10. 0
11. 1
12. 4

这个示例本身没什么意义，但是它很清晰地说明函数将返回一组仅能读一次的值，要想掌握yield，首先必须理解的是：当你调用生成器函数的时候，如上例中的createGenerator()，程序并不会执行函数体内的代码，它仅仅只是返回生成器对象，这种方式颇为微妙。函数体内的代码只有直到每次循环迭代(for)生成器的时候才会运行。

函数第一次运行时，它会从函数开始处直到碰到yield时，就返回循环的第一个值，然后，交互的运行、返回，直到没有值返回为止。如果函数在运行但是并没有遇到yield，就认为该生成器是空，原因可能是循环终止，或者没有满足任何”if/else”。

接下来读一小段代码来理解生成器的优点：

控制生成器穷举

1. >>> class Bank(): # 创建银行，构造ATM机
2. ...    crisis = False
3. ...    def create_atm(self) :
4. ...        while not self.crisis :
5. ...            yield "$100"
6. >>> hsbc = Bank() # 没有危机时，你想要多少，ATM就可以吐多少
7. >>> corner_street_atm = hsbc.create_atm()
8. >>> print(corner_street_atm.next())
9. $100
10. >>> print(corner_street_atm.next())
11. $100
12. >>> print([corner_street_atm.next() for cash in range(5)])
13. ['$100', '$100', '$100', '$100', '$100']
14. >>> hsbc.crisis = True # 危机来临，银行没钱了
15. >>> print(corner_street_atm.next())
16. <type 'exceptions.StopIteration'>
17. >>> wall_street_atm = hsbc.ceate_atm() # 新建ATM，银行仍然没钱
18. >>> print(wall_street_atm.next())
19. <type 'exceptions.StopIteration'>
20. >>> hsbc.crisis = False # 麻烦就是，即使危机过后银行还是空的
21. >>> print(corner_street_atm.next())
22. <type 'exceptions.StopIteration'>
23. >>> brand_new_atm = hsbc.create_atm() # 构造新的ATM，恢复业务
24. >>> for cash in brand_new_atm :
25. ...    print cash
26. $100
27. $100
28. $100
29. $100
30. $100
31. $100
32. $100
33. $100
34. $100

对于访问控制资源，生成器显得非常有用。

迭代工具，你最好的朋友

迭代工具模块包含了操做指定的函数用于操作迭代器。想复制一个迭代器出来？链接两个迭代器？以one liner（这里的one-liner只需一行代码能搞定的任务)用内嵌的列表组合一组值？不使用list创建Map/Zip？···，你要做的就是 import itertools，举个例子吧：

四匹马赛跑到达终点排名的所有可能性：

1. >>> horses = [1, 2, 3, 4]
2. >>> races = itertools.permutations(horses)
3. >>> print(races)
4. <itertools.permutations object at 0xb754f1dc>
5. >>> print(list(itertools.permutations(horses)))
6. [(1, 2, 3, 4),
7. (1, 2, 4, 3),
8. (1, 3, 2, 4),
9. (1, 3, 4, 2),
10. (1, 4, 2, 3),
11. (1, 4, 3, 2),
12. (2, 1, 3, 4),
13. (2, 1, 4, 3),
14. (2, 3, 1, 4),
15. (2, 3, 4, 1),
16. (2, 4, 1, 3),
17. (2, 4, 3, 1),
18. (3, 1, 2, 4),
19. (3, 1, 4, 2),
20. (3, 2, 1, 4),
21. (3, 2, 4, 1),
22. (3, 4, 1, 2),
23. (3, 4, 2, 1),
24. (4, 1, 2, 3),
25. (4, 1, 3, 2),
26. (4, 2, 1, 3),
27. (4, 2, 3, 1),
28. (4, 3, 1, 2),
29. (4, 3, 2, 1)]

理解迭代的内部机制：

迭代(iteration）就是对可迭代对象（iterables，实现了__iter__()方法）和迭代器（iterators，实现了__next__()方法）的一个操作过程。可迭代对象是任何可返回一个迭代器的对象，迭代器是应用在迭代对象中迭代的对象，换一种方式说的话就是：iterable对象的__iter__()方法可以返回iterator对象，iterator通过调用next()方法获取其中的每一个值(译者注)，读者可以结合Java API中的 Iterable接口和Iterator接口进行类比。

（

java Iterable接口：

public interface Iterable<T>

Implementing this interface allows an object to be the target of the "foreach" statement.

方法：

Iterator<T> iterator()

Returns an iterator over a set of elements of type T.

Returns:

an Iterator.

Iterator接口：

public interface Iterator<E>

An iterator over a collection. Iterator takes the place of Enumeration in the Java collections framework. Iterators differ from enumerations in two ways:

• Iterators allow the caller to remove elements from the underlying collection during the iteration with well-defined semantics.
• Method names have been improved.

This interface is a member of the Java Collections Framework.

boolean hasNext()
   Returns true if the iteration has more elements.
E next()
　　Returns the next element in the iteration.
void remove()
　　Removes from the underlying collection the last element returned by the iterator (optional operation).

为什么一定要去实现Iterable这个接口呢？ 为什么不直接实现Iterator接口呢？

看一下JDK中的集合类，比如List一族或者Set一族， 
都是实现了Iterable接口，但并不直接实现Iterator接口。 
仔细想一下这么做是有道理的。因为Iterator接口的核心方法next()或者hasNext() 
是依赖于迭代器的当前迭代位置的。 
如果Collection直接实现Iterator接口，势必导致集合对象中包含当前迭代位置的数据(指针)。 
当集合在不同方法间被传递时，由于当前迭代位置不可预置，那么next()方法的结果会变成不可预知。 
除非再为Iterator接口添加一个reset()方法，用来重置当前迭代位置。 
但即时这样，Collection也只能同时存在一个当前迭代位置。 
而Iterable则不然，每次调用都会返回一个从头开始计数的迭代器。 
多个迭代器是互不干扰的

英文原文：The Python yield keyword explained

原文链接：http://blog.jobbole.com/32748/