您可能聽說過,帶有 yield 的函數在 Python 中被稱之為 generator(生成器),何謂 generator ?
我們先拋開 generator,以一個常見的編程題目來展示 yield 的概念。
如何生成斐波那契數列
斐波那契(Fibonacci)數列是一個非常簡單的遞歸數列,除第一個和第二個數外,任意一個數都可由前兩個數相加得到。用計算機程序輸出斐波那契數列的前 N 個數是一個非常簡單的問題,許多初學者都可以輕易寫出如下函數:
清單 1. 簡單輸出斐波那契數列前 N 個數
def fab(max): n, a, b = 0, 0, 1 while n < max: print b a, b = b, a + b n = n + 1
執行 fab(5),我們可以得到如下輸出:
>>> fab(5)11235
結果沒有問題,但有經驗的開發者會指出,直接在 fab 函數中用 print 打印數字會導致該函數可復用性較差,因為 fab 函數返回 None,其他函數無法獲得該函數生成的數列。
要提高 fab 函數的可復用性,最好不要直接打印出數列,而是返回一個 List。以下是 fab 函數改寫后的第二個版本:
清單 2. 輸出斐波那契數列前 N 個數第二版
def fab(max): n, a, b = 0, 0, 1 L = [] while n < max: L.append(b) a, b = b, a + b n = n + 1 return L
可以使用如下方式打印出 fab 函數返回的 List:
>>> for n in fab(5):... print n...11235
改寫后的 fab 函數通過返回 List 能滿足復用性的要求,但是更有經驗的開發者會指出,該函數在運行中占用的內存會隨著參數 max 的增大而增大,如果要控制內存占用,最好不要用 List
來保存中間結果,而是通過 iterable 對象來迭代。例如,在 Python2.x 中,代碼:
清單 3. 通過 iterable 對象來迭代
for i in range(1000): pass
會導致生成一個 1000 個元素的 List,而代碼:
for i in xrange(1000): pass
則不會生成一個 1000 個元素的 List,而是在每次迭代中返回下一個數值,內存空間占用很小。因為 xrange 不返回 List,而是返回一個 iterable 對象。
利用 iterable 我們可以把 fab 函數改寫為一個支持 iterable 的 class,以下是第三個版本的 Fab:
清單 4. 第三個版本
class Fab(object): def __init__(self, max): self.max = max self.n, self.a, self.b = 0, 0, 1 def __iter__(self): return self def next(self): if self.n < self.max: r = self.b self.a, self.b = self.b, self.a + self.b self.n = self.n + 1 return r raise StopIteration()
Fab 類通過 next() 不斷返回數列的下一個數,內存占用始終為常數:
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