4.6 【小白也要懂】生成器

在讨论生成器之前，我们要先了解什么是迭代？迭代是访问集合元素的一种方式，是指通过重复执行的代码处理相似的数据集。它有个特点：本次迭代的处理数据要依赖上一次迭代的结果才能继续执行，上一次产生的结果为下一次产生结果的初始状态，如果中途有任何停顿，都不能算是迭代。

迭代不一定是循环，我们通过下面两个例子来解释。

例4-18 非迭代

这段程序只是连续三次输出Hello world，输出的数据不依赖上一次的数据，因此这不是迭代。

例4-19 迭代

每次输出的结果都依赖于上一次循环的结果，这就是迭代。

好，掌握了迭代的思想后，再来学习列表生成式。这又是个新事物，举个例子，现在有个需求，要创建列表［0，1，2，3，4，5，6，7，8，9］，并对列表里面的每个数值都加1，我们怎么实现这个需求呢？

例4-20 列表生成式

这样就通过列表生成式实现了所有元素都加1的目标，是不是很方便？

有人会问为什么要用列表生成式？它有什么优点呢？其实直接创建一个列表，由于受到内存的限制，列表容量肯定是有限的。夸张一点说，如果我们要创建一个包含100万个数值元素的列表，常规方法无疑会占用很大的内存，而且如果仅仅只需要访问列表中的几个元素，那么绝大多数的元素占用空间都白白浪费了。如果列表元素可以按照某种算法推算出来，那就可以在循环的过程中不断推算出后续的元素。这样就不必创建完整的列表list，从而节省大量的空间。

类似这种一边循环一边计算的机制，称为生成器（generator）。注意，生成器和列表生成式运行机制相同，但是并非同一个东西。

例4-21 生成器

那么创建列表生成式和生成器的区别是什么呢？从表面看就是［］和()的区别，其实不止这些。对比例4-20和例4-21两个例子，列表生成式的返回值是列表，而生成器产生的却是生成器<generator object <genexpr> at 0x034F4C30>。

掌握了定义生成器的方法后，让我们进一步讨论生成器generator_ex遍历访问方法。很简单，想要一个个打印出来，可以通过next()函数获得generator的下一个返回值。

例4-22 打印生成器的所有元素

由此可以推测出生成器generator保存的是算法，而非数据。这句话的意思是，如果有需要生成器就计算出下一个元素的值，调用一次计算一次，直到计算出最后一个元素。没有更多的元素时，抛出StopIteration的错误，上面这样不断调用next函数是一个很不好的习惯，正确的方法是使用for循环调用。

例4-23 用for循环打印出生成器元素

用for循环遍历生成器的所有元素，除了不用重复输入next函数之外，还有一个好处就是不用担心StopIteration的错误。

此外，生成器和列表生成式也可以互相转化。

例4-24 生成器表达式

注意，虽然生成器和列表生成式可以互相转化，但是两者有着本质的区别，不可混为一谈。