深入理解yield

yield的英文单词意思是生产,刚接触Python的时候感到非常困惑,一直没弄明白yield的用法。

只是粗略的知道yield可以用来为一个函数返回值塞数据,比如下面的例子:

def addlist(alist):
    for i in alist:
        yield i + 1

取出alist的每一项,然后把i + 1塞进去。然后通过调用取出每一项:

alist = [1, 2, 3, 4]
for x in addlist(alist):
    print x,

这的确是yield应用的一个例子

1. 包含yield的函数

假如你看到某个函数包含了yield,这意味着这个函数已经是一个Generator,它的执行会和其他普通的函数有很多不同。比如下面的简单的函数:

def h():
    print 'To be brave'
    yield 5
h()

可以看到,调用h()之后,print 语句并没有执行!这就是yield,那么,如何让print 语句执行呢?这就是后面要讨论的问题,通过后面的讨论和学习,就会明白yield的工作原理了。

2. yield是一个表达式

Python2.5以前,yield是一个语句,但现在2.5中,yield是一个表达式(Expression),比如:

m = yield 5

表达式(yield 5)的返回值将赋值给m,所以,认为 m = 5 是错误的。那么如何获取(yield 5)的返回值呢?需要用到后面要介绍的send(msg)方法。

3. 透过next()语句看原理

现在,我们来揭晓yield的工作原理。我们知道,我们上面的h()被调用后并没有执行,因为它有yield表达式,因此,我们通过next()语句让它执行。next()语句将恢复Generator执行,并直到下一个yield表达式处。比如:

def h():
    print 'Wen Chuan'
    yield 5
    print 'Fighting!'
c = h()
c.next()

c.next()调用后,h()开始执行,直到遇到yield 5,因此输出结果:

Wen Chuan

当我们再次调用c.next()时,会继续执行,直到找到下一个yield表达式。由于后面没有yield了,因此会拋出异常:

Wen Chuan
Fighting!
Traceback (most recent call last):
  File "/home/evergreen/Codes/yidld.py", line 11, in <module>
    c.next()
StopIteration

4. send(msg) 与 next()

了解了next()如何让包含yield的函数执行后,我们再来看另外一个非常重要的函数send(msg)。其实next()和send()在一定意义上作用是相似的,区别是send()可以传递yield表达式的值进去,而next()不能传递特定的值,只能传递None进去。因此,我们可以看做

c.next() 和 c.send(None) 作用是一样的。

来看这个例子:

def h():
    print 'Wen Chuan',
    m = yield 5  # Fighting!
    print m
    d = yield 12
    print 'We are together!'
c = h()
c.next()  #相当于c.send(None)
c.send('Fighting!')  #(yield 5)表达式被赋予了'Fighting!'

输出的结果为:

Wen Chuan Fighting!

需要提醒的是,第一次调用时,请使用next()语句或是send(None),不能使用send发送一个非None的值,否则会出错的,因为没有yield语句来接收这个值。

5. send(msg) 与 next()的返回值

send(msg) 和 next()是有返回值的,它们的返回值很特殊,返回的是下一个yield表达式的参数。比如yield 5,则返回 5 。到这里,是不是明白了一些什么东西?本文第一个例子中,通过for i in alist 遍历 Generator,其实是每次都调用了alist.Next(),而每次alist.Next()的返回值正是yield的参数,即我们开始认为被压进去的东东。我们再延续上面的例子:

def h():
    print 'Wen Chuan',
    m = yield 5  # Fighting!
    print m
    d = yield 12
    print 'We are together!'
c = h()
m = c.next()  #m 获取了yield 5 的参数值 5
d = c.send('Fighting!')  #d 获取了yield 12 的参数值12
print 'We will never forget the date', m, '.', d

输出结果:

Wen Chuan Fighting!
We will never forget the date 5 . 12

6. throw() 与 close()中断 Generator

中断Generator是一个非常灵活的技巧,可以通过throw抛出一个GeneratorExit异常来终止Generator。Close()方法作用是一样的,其实内部它是调用了throw(GeneratorExit)的。我们看:

def close(self):
    try:
        self.throw(GeneratorExit)
    except (GeneratorExit, StopIteration):
        pass
    else:
        raise RuntimeError("generator ignored GeneratorExit")
# Other exceptions are not caught

因此,当我们调用了close()方法后,再调用next()或是send(msg)的话会抛出一个异常:

Traceback (most recent call last):
  File "/home/evergreen/Codes/yidld.py", line 14, in <module>
    d = c.send('Fighting!')  #d 获取了yield 12 的参数值12
StopIteration


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