Python手把手教学：带你玩转生成器、迭代器与yield关键字

想要提升你的Python技能吗？本文将带你深入理解Python中两个强大且易混淆的概念：生成器与迭代器，特别是`yield`关键字的妙用。迭代器通过实现`__iter__()`和`__next__()`方法，实现逐个取值，而生成器则是一种特殊的迭代器，它通过函数中的`yield`关键字自动生成迭代逻辑，无需手动编写`__next__()`。`yield`不仅能暂停函数并保存状态，还能实现惰性求值，有效节省内存，尤其适合处理大数据流。掌握`yield`，你将能编写更高效、更优雅的Python代码，轻松应对各种数据处理挑战。本文还将详细讲解`yield`与`return`的区别，以及`yield from`的用法，助你彻底玩转生成器与迭代器。

生成器和迭代器的区别在于生成器是特殊的迭代器通过yield实现无需手动编写__next__()方法。1.迭代器是实现__iter__()和__next__()方法的对象如list、dict、str需调用iter()才能成为迭代器。2.生成器通过函数中的yield自动生成__next__()逻辑每次调用next()会从上次yield处继续执行。3.yield的作用是暂停函数并保存状态实现惰性求值节省内存适合处理大数据流。4.yield与return不同return直接结束函数而yield返回值后保留函数状态后续可继续执行。5.使用yield from可嵌套生成器多个yield之间可插入其他逻辑如网络请求或状态检查。

生成器和迭代器是 Python 中非常实用但容易让人混淆的概念，尤其是 yield 这个关键字，很多人刚接触时都会有点懵。简单来说，yield 是用来创建生成器的，而生成器是一种特殊的迭代器，可以按需产生值，节省内存。

什么是迭代器（Iterator）？

迭代器是实现了 __iter__() 和 __next__() 方法的对象。你可以把它理解成一个“能一步步取值的东西”。比如我们常用的 list、dict、str 都是可迭代对象，但它们本身不是迭代器，需要调用 iter() 才能变成迭代器。

lst = [1, 2, 3]
it = iter(lst)
print(next(it))  # 输出 1
print(next(it))  # 输出 2

一旦没有更多元素了，就会抛出 StopIteration 异常。

什么是生成器（Generator）？

生成器是一种简化版的迭代器，它不需要自己实现 __next__()，而是通过函数中的 yield 来自动处理。你每次调用 next() 或者在 for 循环中使用时，函数会从上次暂停的地方继续执行。

举个简单的例子：

def my_generator():
    yield 1
    yield 2
    yield 3

g = my_generator()
print(next(g))  # 输出 1
print(next(g))  # 输出 2

每调用一次 next()，函数就执行到下一个 yield 然后暂停，保存当前状态。这样做的好处是：不用一次性把所有数据加载进内存，适合处理大数据或无限序列。

yield 的作用到底是什么？

很多人以为 yield 就是返回值，其实它更像是“暂停并返回”。关键点有三个：

• 保存函数状态：函数执行到 yield 时暂停，下次继续执行是从 yield 后面开始。
• 惰性求值（Lazy Evaluation）：只有真正需要的时候才计算下一个值。
• 节省内存：尤其适合处理大文件、大数据流等场景。

举个实际的例子：读取一个大文件，一行一行处理：

def read_large_file(file_path):
    with open(file_path, 'r') as f:
        for line in f:
            yield line.strip()

这个函数不会一次性把整个文件读进内存，而是每次只读一行，效率高得多。

yield 和 return 有什么区别？

• return 是直接返回结果，并结束函数；
• yield 是返回一个值，但函数状态被保留，下次还能继续执行。

还有一个细节是，使用 yield 的函数返回的是一个生成器对象，而不是直接执行函数体。

例如：

def func():
    return 1

def gen_func():
    yield 1

print(func())      # 输出 1
print(gen_func())  # 输出 <generator object ...>

使用 yield 的一些技巧

• 可以配合循环动态生成值，比如斐波那契数列：

  def fib():
      a, b = 0, 1
      while True:
          yield a
          a, b = b, a + b

• yield from 可以用来嵌套生成器，简化代码结构：

  def sub_gen():
      yield 1
      yield 2
  
  def main_gen():
      yield from sub_gen()
      yield 3
  
  for i in main_gen():
      print(i)

• 多个 yield 之间可以穿插逻辑处理，比如网络请求、状态检查等。

总的来说，yield 是让函数具备“边执行边产出”的能力，非常适合那些需要按需生成数据的场景。虽然写法看起来简单，但背后机制很巧妙。理解清楚之后，你会发现它在很多实际项目中都非常有用。

基本上就这些。

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