python之生成器

前言

迭代器和生成器以及上下文管理器都是python的高级特性，它们的区别在于实例化出来的对象中是否含有一些函数。在for循环中不管是传入的可迭代对象还是迭代器对象（生成器对象）
都会先进行调用iter（）方法将其变为迭代器，再进行执行next（）方法，直到抛出异常

生成器

1.生成器

生成器（generator）也是一种迭代器，在每次迭代时返回一个值，直到抛出 StopIteration 异常。它有两种构造方式：

（1）.生成器表达式

和列表推导式的定义类似，生成器表达式使用 () 而不是 [] ，比如：

可以看出生成器表达式无法像列表推导式那样直接输出，它和可迭代对象一样只能采用for循环调用next（）函数，原因在于range返回的是一个可迭代对象，列表推导式之所以能直接print就是因为[]将可迭代对象转为列表。

（2）.生成器函数

含有 yield 关键字的函数，调用该函数时会返回一个生成器。

可以看到，上面的函数没有使用 return 语句返回值，而是使用了 yield 返回一个值。一个带有 yield 的函数就是一个生成器函数，当我们使用 yield 时，它帮我们自动创建了__iter__() 和 next() 方法，而且在没有数据时，也会抛出 StopIteration 异常，也就是我们不费吹灰之力就获得了一个迭代器，非常简洁和高效。
带有 yield 的函数执行过程比较特别：

1. 调用该函数的时候不会立即执行代码，而是返回了一个生成器对象；
2. 当使用 next() (在 for 循环中会自动调用 next() ) 作用于返回的生成器对象时，函数 开始执行，在遇到 yield 的时候会『暂停』，并返回当前的迭代值；
3. 当再次使用 next() 的时候，函数会从原来『暂停』的地方继续执行，直到遇到 yield语 句，如果没有 yield 语句，则抛出异常；
   整个过程看起来就是不断地 执行->中断->执行->中断 的过程。一开始，调用生成器函数的时候，函数不会立即执行，而是返回一个生成器对象；然后，当我们使用 next() 作用于它的时候，它开始执行，遇到 yield 语句的时候，执行被中断，并返回当前的迭代值，要注意的是，此刻会记住中断的位置和所有的变量值，也就是执行时的上下文环境被保留起来；当再次使用 next() 的时候，从原来中断的地方继续执行，直至遇到 yield ，如果没有 yield ，则抛出异常。简而言之，就是 next 使函数执行， yield 使函数暂停。

我们也可以写一个生成器函数或类来实现range函数相同功能

生成器类的写法

生成器函数的写法

可以看到，使用生成器的方法非常简洁，不用自定义 iter() 和 next() 方法。另外，在处理大文件的时候，我们可能无法一次性将其载入内存，这时可以通过构造固定长度的缓冲区，来不断读取文件内容。有了 yield ，我们就不用自己实现读文件的迭代器了。

2.进阶使用

我们除了能对生成器进行迭代使它返回值外，还能：

1. 使用 send() 方法给它发送消息；
2. 使用 throw() 方法给它发送异常；
3. 使用 close() 方法关闭生成器；

(1).send()方法

在上面的代码中，我们先调用 next() 方法，使函数开始执行，代码执行到 yield 1 的时候暂停，返回了 1；接着，我们执行了 send() 方法，它会恢复生成器的运行，并将发送的值赋给上次中断时 yield 表达式的执行结果，也就是 value1，这时我们又执行了send（）方法控制台打印出 value1 的值，并继续执行，直到遇到 yield 后暂停，此时返回 2；类似地，再次执行 send() 方法，将值赋给value2。
简单地说， send() 方法就是 next() 的功能，加上传值给 yield 。

(2).throw()方法

可以看到， throw() 方法向生成器函数传递了 ValueError 异常，此时代码进入 except
ValueError 语句，遇到 yield ‘Error’，暂停并返回 Error 字符串。
简单的说， throw() 就是 next() 的功能，加上传异常给 yield 。

(3).close() 方法

我们可以使用 close() 方法来关闭一个生成器。生成器被关闭后，再次调用 next() 方法，不管能否遇到 yield 关键字，都会抛出 StopIteration 异常，

3.小结

1. yield 把函数变成了一个生成器。
2. 生成器函数的执行过程看起来就是不断地 执行->中断->执行->中断 的过程。
3. 一开始，调用生成器函数的时候，函数不会立即执行，而是返回一个生成器对象；
4. 然后，当我们使用 next() 作用于它的时候，它开始执行，遇到 yield 语句的时候，执行被中断，并返回当前的迭代值，要注意的是，此刻会记住中断的位置和所有的数 据，也就是执行时的上下文环境被保留起来；
5. 当再次使用 next() 的时候，从原来中断的地方继续执行，直至遇到 yield ，如果没有 yield ，则抛出异常。