【Python修仙编程】(二) Python3灵源初探(17)

注：本篇文章为个人学习笔记仅供学习交流。

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生成器的修炼 —— 林羽的灵力突破

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生成器的修炼 —— 林羽的灵力突破

“林羽，你现在是练气期三阶，必须学会更深层的 Python 秘法才行！”玄天真人一本正经地说道。

“啥秘法？这名字咋这么高大上！”林羽揉揉惺忪的睡眼，疑惑地看着师傅。

“这叫生成器（generator），是 Python 中非常强大且节省资源的秘法！”玄天真人继续说道，“用 yield 这个关键字，可以让你的函数变成一个迭代器。每次调用 next 方法，就能逐步获得值，而不是一次性返回所有结果。”

林羽瞪大眼睛：“师傅，你说啥呢？我咋听不太懂！”

玄天真人拿出一本泛黄的秘籍，翻到其中一页：“看这秘籍，里面记载了生成器的奥秘。比如，我们可以用生成器实现一个倒计时！”

实例：倒计时修炼

贤侄，你先看这段代码：

def countdown(n):

  while n > 0:

      yield n

      n -= 1

“这是啥玩意儿？”林羽满脸疑惑。

“这是倒计时的生成器函数！当调用这个函数时，它并不会立刻运行，而是返回一个生成器对象。只有在调用 next() 或用 for 循环迭代时，才会逐步得到值。”

林羽试着运行了一下：

generator = countdown(5)

print(next(generator))

结果输出：5！

“这不神奇了嘛！”玄天真人笑道，“每次 next 调用，函数就会暂停，返回当前值，直到再次遇到 yield 语句。这样，我们就不用一次性计算所有结果，节省了不少资源呢！”

林羽听得若有所思，但又有点小得意：“师傅，那我能不能直接用 for 循环来迭代这个生成器？”

“当然可以！”玄天真人点点头，“那我们接着看。”

林羽运行了以下代码：

for value in generator:

  print(value)

结果输出：4、3、2、1！

“哇塞！这就像是在练功时逐步突破，每一次都掌握了一部分力量！”林羽不禁感叹。

实例：斐波那契数列修炼

“接下来，我们再来试试另一个高深的秘法——斐波那契数列！”玄天真人一脸神秘。

def fibonacci(n):

  a, b, counter = 0, 1, 0

  while True:

      if counter > n:

          return

      yield a

      a, b = b, a + b

      counter += 1

林羽眼睛一亮：“师傅，这又是啥套路？”

“这是用生成器实现的斐波那契数列！每次 yield 返回 a 的值，然后 a 和 b 不断更新。直到 counter 超过 n，就停止。”玄天真人解释道。

林羽跃跃欲试，运行了以下代码：

f = fibonacci(10)

while True:

  try:

      print(next(f), end=" ")

  except StopIteration:

      break

结果输出：0 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55！

林羽瞪大眼睛：“哇，这斐波那契数列竟然可以这样生成！师傅，这生成器真的是太厉害了！”

玄天真人拍了拍林羽的肩膀：“不错，孺子可教也！你现在掌握了生成器的秘法，可以逐步生成数据，避免占用大量内存。这对修仙者来说，可是节省灵力的大好事！”

打怪升级：生成器实战

“小羽啊，现在用生成器解决这个问题！”玄天真人掏出一张任务书，“我这里有无数个妖怪需要你去清理。我先给你一个生成器函数，每次生成一个妖怪的属性，你帮我把它们逐个消灭！”

林羽兴奋地接过任务书，开始编写代码：

def monster_generator():   names = ["小妖", "中妖", "大妖", "妖王"]   strengths = [10, 20, 30, 40]   index = 0   while True:       if index >= len(names):           return       yield { "name": names[index], "strength": strengths[index] }       index += 1monster = monster_generator()

林羽心算了一下：“每个妖怪的属性都会逐步生成，这样我就能逐个消灭它们，灵力也不会耗尽！”

他开始调用 next(monster):

for _ in range(4):

  current_monster = next(monster)

  print(f"遇到妖怪：{current_monster['name']}，战斗力：{current_monster['strength']}，我灭了它！")

结果输出：

遇到妖怪：小妖，战斗力：10，我灭了它！

遇到妖怪：中妖，战斗力：20，我灭了它！

遇到妖怪：大妖，战斗力：30，我灭了它！

遇到妖怪：妖王，战斗力：40，我灭了它！

“好嘞，师傅！看我用生成器把妖怪逐一消灭，灵力都不会浪费！”林羽得意地说道。

玄天真人欣慰地点点头：“不错，小羽！你现在已熟练掌握生成器的奥秘，经验值 +50，离筑基期又近了一步！”

林羽笑逐颜开：“真是太棒了！师傅，下次我想学更高级的秘法！”

打怪升级：的应用场景

“生成器在修仙界还有不少应用场景呢！”玄天真人继续说道，“比如，处理海量数据时，生成器可以节省大量内存；与其他迭代工具配合使用，提供简洁高效的迭代方式。”

林羽若有所思：“师傅，那你再给我举个例子呗。”

“比如，我们需要读取一个超大文件，每次只读取一行数据。这时候用生成器就能轻松实现。”玄天真人解释道。

def read_large_file(file_name):

  with open(file_name, 'r') as file:

      for line in file:

          yield line

“这样，每次只读取一行，不会把整个文件装进内存，灵力损耗大大降低！”玄天真人感叹道。

林羽茅塞顿开：“哦，我懂了！生成器就像一个节能的修炼法门，让我在处理大数据时也能游刃有余！”

练习实例：素数生成器

“小羽，现在到了练习时间啦！”玄天真人笑着说，“我给你布置一个任务，用生成器创建一个素数生成器，逐步生成素数。”

林羽点头：“听起来不难，我试试！”

他开始思考素数的生成逻辑。素数是除了 1 和本身之外没有其他因数的数。生成器需要从 2 开始，逐步生成素数。

林羽写出代码：

def prime_generator():   primes = []   candidate = 2   while True:       if all(candidate % prime != 0 for prime in primes):           primes.append(candidate)           yield candidate       candidate += 1

玄天真人看了一眼，点头称赞：“不错，孺子可教也！现在用 next() 调用试试。”

林羽运行代码：

primes = prime_generator()

print(next(primes))  # 输出 2

print(next(primes))  # 输出 3

print(next(primes))  # 输出 5

print(next(primes))  # 输出 7

“师傅，你看！这些素数都生成出来了！”林羽兴奋地说道。

“很好！”玄天真人满意地说，“你现在对生成器的运用更加熟练了，经验值 +30！继续保持，接下来还有更多高深的秘法等着你！”

林羽搓搓手：“那我肯定是迫不及待啦！师傅，快教我下一个秘法吧！”

林羽在生成器的修炼中又进了一步，成功掌握了逐步生成数据的奥秘。