Python中的yield关键字，掌握生成器的精髓

Python 中的 yield 关键字用于定义一个生成器（generator）。生成器是一种特殊的迭代器，它允许你逐个产生值，而不是一次性创建并返回一个包含所有值的列表。使用 yield 的函数被称为生成器函数，它们在执行时不会直接返回值，而是在每次迭代时返回一个值。

基本生成器函数

def my_generator():
    yield 1
    yield 2
    yield 3

使用生成器函数时，你可以这样做：

gen = my_generator()
print(next(gen))  # 输出: 1
print(next(gen))  # 输出: 2
print(next(gen))  # 输出: 3

迭代生成器

生成器可以直接用于 for 循环：

for value in my_generator():
    print(value)

使用 yield 进行复杂的迭代

yield 不仅可以用于简单的值返回，还可以用于复杂的迭代逻辑，包括多层嵌套循环。

def power_two(max):
    for number in range(1, max + 1):
        yield number * 2

for power in power_two(5):
    print(power)

发送值到生成器

生成器函数可以通过 send() 方法接收值。这允许在生成器的执行过程中进行更复杂的交互。

def echo():
    while True:
        print("输出值前")
        value = yield
        print(f"收到值: {
      
      value}")

gen = echo()
next(gen)  # 初始化生成器，进入循环
gen.send(42)  # 输出: 收到值: 42
gen.send(10) # 输出: 收到值: 10

使用 yield from

yield from 允许你在生成器中委托给另一个生成器或迭代器，这有助于简化代码并避免多层嵌套。

def leaf():
    yield '叶'
    yield '子'

def branch():
    yield '枝'
    yield from leaf()
    yield '条'

for item in branch():
    print(item)

异常处理

生成器也支持 try…except…finally 语句，用于处理可能出现的异常。

def simple_generator():
    try:
        yield 1
        yield 2
    except ValueError as e:
        yield str(e)
    finally:
        yield '完成'

for value in simple_generator():
    print(value)

生成器的 __iter__ 和 __next__ 方法

生成器默认实现了 __iter__ 和 __next__ 方法，这使得它们可以被用作迭代器。

gen = my_generator()
print(gen.__next__())  # 输出: 1
print(gen.__next__())  # 输出: 2
print(gen.__next__())  # 输出: 3

结论

yield 关键字在Python中提供了一种优雅的方式来创建生成器，它们是实现迭代协议的强大工具。生成器在内存使用上非常高效，因为它们不需要一次性存储所有值，而是按需产生值。这使得生成器非常适合处理大数据集或无限序列。