我的Python成长之路---第四天---Python基础（14）---2016年1月23日（寒风刺骨）

一、生成器和迭代器

1、迭代器

迭代器是访问集合元素的一种方式。迭代器对象从集合的第一个元素开始访问，直到所有的元素被访问完结束。迭代器只能往前不会后退，不过这也没什么，因为人们很少在迭代途中往后退。另外，迭代器的一大优点是不要求事先准备好整个迭代过程中所有的元素。迭代器仅仅在迭代到某个元素时才计算该元素，而在这之前或之后，元素可以不存在或者被销毁。这个特点使得它特别适合用于遍历一些巨大的或是无限的集合，比如几个G的文件。

特点：

访问者不需要关心迭代器内部的结构，仅需通过__next()__（Python2.x 为next()）方法不断去取下一个内容
不能随机访问集合中的某个值，只能从头到尾依次访问，也就是不能像列表一样通过下标等取到任意位置的值，一般多用用于for in 循环进行遍历
访问到一半时不能往回退
便于循环比较大的数据集合，节省内存

Python内置函数iter就是一个简单的帮助我们创造一个迭代器的内置函数。

>>> it = iter([1, 2, 3, 4]) # 通过内置函数iter及列表生成了一个迭代器
>>> it
<list_iterator object at 0x7faa075f4ef0>
>>> it.__next__() # 通过__next方法取得一个值
1

>>> it.__next__()
4
>>> it.__next__() # 迭代器一个只有4个元素，如果此时再继续使用next方法，就会报错
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

其实事实上，我们很少会使用__next__()方法一个一个的去取值，多数情况下都是使用for in循环进行遍历

>>> it = iter([1, 2, 3, 4])
>>> for i in it:
...     print(i)
... 
1
2
3
4

2、生成器

生成器就是一个函数调用时返回一个迭代器，这个函数就叫做生成器。说白了就是生成器生成迭代器。与普通函数的区别就在于yield关键字

我们用斐波拉契数列来说明生成器和普通函数的区别

普通函数实现

def fib(max):
    n, a, b = 0, 0, 1
    res = []
    while n < max:
        res.append(b)
        a, b = b, a + b
        n = n + 1
    return res
res = fib(6)
print(res)
for i in res:
    print(i)
    执行结果
[1, 1, 2, 3, 5, 8]
1
1
2
3
5
8

生成器

def fib2(max):
    n, a, b = 0, 0, 1
    while n < max:
        yield b
        a, b = b, a + b
        n = n + 1
print(res)
for i in res:
    print(i)
    执行结果
<generator object fib2 at 0x000001EF306570F8> # 可以看出返回的是一个生成器对象，并且生成器内部的东西没有马上执行，而是执行到yield的时候就返回一个迭代器
1
1
2
3
5
8

说明：虽然从结果上看上去是一样的唯一区别就是一个返回的是一个列表，一个是生成器，但实际上函数调用的时候是一次执行函数体的内容，并将结果一次性返回，而生成器不是，生成器只有执行__next__方法或for in循环才会现执行，遇到yield的时候返回当前计算结果，等待下次的调用。这样的好处当要返回的列表特别大的时候，节省内存地址，并且使用函数相当于执行了两次循环（第一次生成列表，第二次遍历列表）而生成迭代器的方式一边执行遍历一边计算结果，效率更高，只相当于执行了一次循环。

这个yield的主要效果呢，就是可以使函数中断，并保存中断状态，中断后，代码可以继续往下执行，过一段时间还可以再重新调用这个函数，从上次yield的下一句开始执行。

另外yield不仅可以返回值，同样可以接收值，我们可以用这个特性实现一个在单线程的情况下实现并发的效果

 1 import time
 2 def consumer(name):
 3     print("%s 准备吃包子啦!" %name)
 4     while True:
 5        baozi = yield
 6  
 7        print("包子[%s]来了,被[%s]吃了!" %(baozi,name))
 8  
 9 def producer(name):
10     c = consumer('A')
11     c2 = consumer('B')
12     c.__next__()
13     c2.__next__()
14     print("老子开始准备做包子啦!")
15     for i in range(10):
16         time.sleep(1)
17         print("做了2个包子!")
18         c.send(i)
19         c2.send(i)
20  
21 producer("alex")

　　执行结果

A 准备吃包子
B 准备吃包子
老子开始准备吃包子了
做了2个包子
包子[0]来了，被[A]吃了！
包子[0]来了，被[B]吃了！
做了2个包子
包子[1]来了，被[A]吃了！
包子[1]来了，被[B]吃了！
...