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Python生成器(Generator)
生成器在Python中有很多应用场景,以下是一些常见的应用场景:
- 处理大数据量和耗时操作的场景:生成器非常适合处理大数据量和耗时操作的场景,例如遍历文件或网络数据流、CPU密集型计算、图像处理等。由于生成器可以按需生成数据,因此它们可以有效地处理大量数据,同时避免一次性加载整个数据集到内存中,节省了内存空间。
- 实现协同程序的概念:生成器可以暂时挂起函数,并保留函数的局部变量等数据,然后在再次调用它的时候,从上次暂停的位置继续执行下去。这使得生成器可以用于实现类似于协同程序的概念,可以在程序的不同部分之间传递控制权和数据。
- 节省内存空间:由于生成器可以按需生成数据,因此它们可以有效地节省内存空间。在处理大量数据时,如果一次性将所有数据加载到内存中,可能会导致内存不足或性能下降。而使用生成器可以逐个生成数据,从而避免了这个问题。
- 提高程序的性能:由于生成器可以按需生成数据,因此在每次迭代时,它们只生成下一个值,而不是一次性生成整个序列。这使得生成器可以有效地提高程序的性能,特别是对于需要处理大量数据的程序。
- 实现懒加载:生成器还可以用于实现懒加载,即在需要时才加载数据。这对于一些大型对象或数据结构非常有用,例如在处理大型图像或音频文件时,可以使用生成器逐块读取数据,从而节省内存空间和提高程序的性能。
总之,生成器在Python中有很多应用场景,它们可以用于处理大数据量、实现协同程序的概念、节省内存空间、提高程序的性能和实现懒加载等。
生成器框架
生成器框架有:
- CodeSmith:一款人气很旺国外的基于模板的dotnet代码生成器。
- 动软.NET代码自动生成器:一款人气很旺的免费C#代码生成器。
- 华软件代码生成器:专为程序员开发的代码生成器,根据模板的不同,支持任意语言。调制模板非常方便。
- Acceleo:是MDA(Model Driven Architecture:模型驱动体系结构)的一个代码自动生成工具,Acceleo能把模型转换为Java,C#,PHP等代码。
- rapid-generator:是一个生成器引擎,让你可以专注与代码生成器模板的编写,可以生成如ibatis,ibatis3,hibernate,spring_mvc,struts2等等代码。该项目是Rapid Framework框架的一部分。
使用生成器
“举个栗子”
在Python中使用生成器主要有两种方式:生成器函数和生成器表达式。
- 生成器函数:使用def关键字定义一个函数,在函数中使用yield关键字而不是return,将这个函数变为一个生成器函数。当函数被调用时,它会返回一个生成器对象,但不会立即执行函数体中的代码。每次从生成器中请求一个值时,会执行生成器函数,直到遇到yield语句。yield语句会返回一个值给调用者,并将函数的执行状态挂起,等待下一次请求。
def simple_generator(): yield 1 yield 2 yield 3 for num in simple_generator(): print(num)
- 生成器表达式:类似于列表推导式,但使用圆括号()而不是方括号[]。生成器表达式可以看作是一种简洁的创建生成器的方式。与列表推导式不同的是,生成器表达式是惰性计算的,只有在需要时才生成值。
squares = (x**2 for x in range(10)) for square in squares: print(square)
这个例子中,squares是一个生成器表达式,用于生成0到9的平方。当遍历squares时,会按需计算每个平方值。
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生成器表达式
生成器表达式是一种类似列表推导式的结构,但返回的是生成器对象,而不是列表。生成器表达式可以看作是一种简洁的创建生成器的方式。
生成器表达式定义:
生成器表达式并不真正的创建数字列表,而是返回一个生成器对象,此对象在每次计算出一个条目后,把这个条目"产生"(yield)出来。 生成器表达式使用了"惰性计算"或称作"延时求值"的机制。 生成器表达式可以用来处理大数据文件。 序列过长,并且每次只需要获取一个元素时,应该考虑生成器表达式而不是列表解析。 生成器表达式产生的是一个生成器对象,实质就是迭代器。
“举个栗子”
以下是一个使用列表解析和生成器表达式的例子:
# 创建一个列表,包含1到10的平方
squares = [x**2 for x in range(1, 11)]
# 打印列表中的元素
for square in squares:
print(square)
生成器表达式:
# 创建一个生成器对象,生成1到10的平方
squares = (x**2 for x in range(1, 11))
# 打印生成器对象中的元素
for square in squares:
print(square)
两行代码基本上一样,唯一的区别就在于:"squares"列表解析的"()"和生成器表达式的"[ ]"的不同。
因此,在这个例子中,列表解析创建了一个包含1到10的平方的列表,而生成器表达式创建了一个生成器对象,按需生成1到10的平方。由于生成器表达式使用了惰性计算机制,它占用的内存空间较小,适合处理大数据。