本教程深入探讨 Python 中 yield 关键字的强大功能,它允许创建高效的生成器函数,用于按需生成数据流,避免一次性加载所有数据到内存中。
首先,让我们来看一个简单的例子:生成 0 到 1 亿之间数字的平方。 直接创建列表的方法:
data = [i**2 for i in range(100_000_000)]
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效率低下,因为它需要巨大的内存空间。 更好的方法是使用生成器:
def generate_data(): for i in range(100_000_000): yield i**2
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yield 关键字使函数在每次生成一个值后暂停执行,从而节省内存。
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生成器间的协作
考虑一个场景:有两个生成器函数,其中一个用作另一个的子生成器:
def sub_generator(): yield 1 yield 2 def main_generator(): for value in sub_generator(): yield value print("主生成器继续执行!") yield 3 for output in main_generator(): print(output)
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输出:
1 2 主生成器继续执行! 3
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yield from 语句简化了上述代码:
def sub_generator(): yield 1 yield 2 def main_generator(): yield from sub_generator() print("主生成器继续执行!") yield 3 for output in main_generator(): print(output)
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协程 (Coroutines)
yield 关键字还可以用于构建协程。 value = yield 可以理解为:将值赋给变量 value,后续使用 send() 函数发送值到此处。 例如:
def echo_coroutine(): while True: value = yield print(f"接收到的值: {value}") coroutine = echo_coroutine() next(coroutine) # 启动协程 coroutine.send(12) coroutine.send(24)
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输出:
接收到的值: 12 接收到的值: 24
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有限状态机 (FSM)
生成器函数非常适合实现有限状态机。 例如:
def state_machine(): while True: yield "状态 1" yield "状态 2" yield "状态 3" state = state_machine() for i in range(6): print(next(state))
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输出:
状态 1 状态 2 状态 3 状态 1 状态 2 状态 3
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递归生成器和嵌套列表扁平化
yield from 可以与递归生成器函数结合使用,例如扁平化嵌套列表:
def flatten_list(input): for element in input: if isinstance(element, list): yield from flatten_list(element) else: yield element data = [[1, 2, [3, 4]], [5, 6], 7] flattened_data = list(flatten_list(data)) print(flattened_data) # 输出: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]
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通过这些例子,我们可以看到 yield 关键字在 Python 中的强大用途,它为高效的数据处理和程序设计提供了灵活的。
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