python中的生成器(Generators)

首先我们要理解迭代器(iterators)。根据维基百科，迭代器是一个让程序员可以遍历一个容器（特别是列表）的对象。然而，一个迭代器在遍历并读取一个容器的数据元素时，并不会执行一个迭代。你可能有点晕了，那我们来个慢动作。换句话说这里有三个部分：
可迭代对象(Iterable)
迭代器(Iterator)
迭代(Iteration)

上面这些部分互相联系。我们会先各个击破来讨论他们，然后再讨论生成器(generators).

可迭代对象(Iterable)

Python中任意的对象，只要它定义了可以返回一个迭代器的

__iter__

方法，或者定义了可以支持下标索引的

__getitem__

方法，那么它就是一个可迭代对象。简单说，可迭代对象就是能提供迭代器的任意对象。那迭代器又是什么呢？

迭代器(Iterator)

任意对象，只要定义了

next

(Python2) 或者

__next__

方法，它就是一个迭代器。就这么简单。现在我们来理解迭代(iteration)

迭代(Iteration)

用简单的话讲，它就是从某个地方（比如一个列表）取出一个元素的过程。当我们使用一个循环来遍历某个东西时，这个过程本身就叫迭代。现在既然我们有了这些术语的基本理解，那我们开始理解生成器吧。

生成器(Generators)

生成器也是一种迭代器，但是你只能对其迭代一次。这是因为它们并没有把所有的值存在内存中，而是在运行时生成值。你通过遍历来使用它们，要么用一个“for”循环，要么将它们传递给任意可以进行迭代的函数和结构。大多数时候生成器是以函数来实现的。然而，它们并不返回一个值，而是

yield

(暂且译作“生出”)一个值。这里有个生成器函数的简单例子：

def generator_function():
for i in range(10):
yield i

for item in generator_function():
print item

# output:
# 0 ...9

这个案例并不是十分实用。
生成器最佳应用场景是：你不想同一时间将所有计算出来的大量结果集分配到内存中，特别是结果集里还包含循环。
许多Python 2里的标准库函数都会返回列表，而Python 3都修改成了返回生成器，因为生成器占用更少的资源。

下面是一个计算斐波拉契数列的生产器：

# generator version
def fibon(n):
a = b = 1
for i in range(n):
yield a
a, b = b, a+b

函数使用的方法：

for x in fibon(100):
print x

用这种方式，我们可以不用担心它会使用大量资源， 然而，之前如果我们这样来实现的话：

def fibon(n):
a = b = 1
result = [ ]
for i in range(n):
result.append(a)
a, b = b, a+b
return result

这种方式在计算很大的输入参数时，用尽所有的资源。
我们已经讨论过生产器使用一次迭代， 但是我们并没有测试过。在测试前你需要再知道一个python内置函数：next(). 它允许我们获取一个序列的下一个元素。那我们来验证下我们的理解：

def generator_function():
for i in range(3):
yield i

gen = generator_function()
print next(gen)
# output: 0
print next(gen)
# output: 1
print next(gen)
# output: 2
print next(gen)
# output: Traceback (most recent call last):
#                   File "<stdin>" , line 1, in <module>
#              StopIteration

我们可以看到，在yield掉所有的值后，next()触发了一个StopIteration的异常。基本上这个异常告诉我们，所有的值都已经被yield完了。你也许会奇怪，为什么我们在使用for循环时没有这个异常呢？啊哈，答案很简单。for循环会自动捕捉到这个异常并停止调用next()。你知不知道Python中一些内置数据类型也支持迭代哦？我们这就去看看：

my_string = "Yasoob"
next(my_string)
# Output: Traceback (most recent call last):
# File "<stdin>", line 1, in <module>
# TypeError: str object is not an iterator

好吧，这不是我们预期的。这个异常说那个str对象不是一个迭代器。对，就是这样！它是一个可迭代对象，而不是一个迭代器。这意味着它支持迭代，但我们不能直接对其进行迭代操作。那我们怎样才能对它实施迭代呢？是时候学习下另一个内置函数，iter。它将根据一个可迭代对象返回一个迭代器对象。这里是我们如何使用它：

my_string = "Yasoob"
my_iter = iter(my_string)
next(my_iter)
# Output: 'Y'