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Python 中 yeild 的用法

2023-06-07 07:39:16 後端開發

本文包含以下四部分:

  1. yeild 介紹
  2. yeild 案例
  3. 簡單的例子對比yeild和常規函式
  4. 復雜的例子說明yeild 與普通函式的差異

1. yeild 介紹

yield 是 Python 的一個關鍵字,用于從一個函式中回傳一個生成器(generator),生成器是一種特殊型別的迭代器,它允許你延遲計算結果,這在處理大資料或者創建復雜資料結構時特別有用,因為你不需要一次性將所有的資料都存盤在記憶體中,

一個使用 yield 的函式會被稱為生成器函式,這種函式并不直接回傳一個值,而是生成一系列的值,每次呼叫這個生成器函式,它會從上次離開的地方繼續執行,并且可以產生許多結果,而不是單個值,

2. yeild 案例

以下是一個簡單的使用 yield 的例子

點擊查看代碼
def simple_generator():
    yield 1
    yield 2
    yield 3

> 使用生成器
for num in simple_generator():
    print(num)

輸出:

點擊查看代碼
1
2
3

在上面的例子中,simple_generator 是一個生成器函式,它生成了三個值:1, 2, 和 3,在 for 回圈中,每次迭代都會從生成器中獲取一個新的值,

可以想象,每當 yield 被呼叫時,函式會生成一個新的值,然后暫停執行,當下一個值被請求時(例如,在 for 回圈中的下一次迭代),函式會從上次離開的地方恢復執行,再次運行到 yield 陳述句,然后再次暫停,

這就是 yield 的基本用法,它在處理大資料集或創建復雜的資料結構時特別有用,因為它允許你按需生成和處理資料,而不是一次性生成所有資料并一次性處理所有資料,這樣可以大大節省記憶體,

3. 簡單的例子對比yeild和常規函式

當然,讓我們通過一個簡單的例子來展示 yield 的用法,以及與常規函式回傳一個完整串列的區別,

首先,讓我們創建一個常規的函式,該函式將回傳一個串列,其中包含從0到n的所有數字:

點擊查看代碼
def create_numbers(n):
    num_list = []
    for i in range(n):
        num_list.append(i)
    return num_list

nums = create_numbers(5)
for num in nums:
    print(num)

此函式將創建一個包含所有數字的串列,然后回傳這個串列,如果 n 非常大,那么串列將占用大量記憶體,

現在,我們使用 yield 關鍵字改寫這個函式,使其成為一個生成器:

點擊查看代碼
def create_numbers(n):
    for i in range(n):
        yield i

nums = create_numbers(5)
for num in nums:
    print(num)

在這個版本的函式中,我們并沒有一次性創建一個完整的串列,相反,我們使用 yield 關鍵字,在每次迭代時生成下一個數字,這種方法對記憶體的利用更高效,因為我們并不需要在記憶體中一次性存盤所有的數字,無論 n 多大,這個生成器在任何時候都只會產生一個數字,

當你需要處理大量資料時,這種方式特別有用,它允許你創建一個不會因資料量太大而耗盡記憶體的資料流,這也是生成器與常規函式的主要區別,

4. 復雜的例子說明yeild 與普通函式的差異

下面讓我們使用一個更復雜的例子來說明 yield 和普通函式之間的差異,

假設我們要生成一個斐波那契數列,其中每個數字都是前兩個數字的和,假設我們要生成前 N 個斐波那契數,

以下是使用普通函式生成斐波那契數列的方法:

點擊查看代碼
def fibonacci(n):
    nums = []
    a, b = 0, 1
    while len(nums) < n:
        nums.append(b)
        a, b = b, a + b
    return nums

print(fibonacci(10))  # 輸出: [1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]

這個函式會一次性生成所有的斐波那契數,并將它們存盤在一個串列中,這意味著所有的數都將同時存在于記憶體中,

現在,讓我們嘗試使用一個生成器來完成同樣的任務:

點擊查看代碼
def fibonacci(n):
    yield 1
    if n > 1:
        a, b = 1, 1
        while n > 1:
            a, b = b, a + b
            yield a
            n -= 1

print(list(fibonacci(10)))  # 輸出: [1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]

這個生成器會一次生成一個斐波那契數,每次你從生成器請求一個數時,它都會計算出新的數并回傳,這意味著在任何時候,只有一個斐波那契數存在于記憶體中,

如果你要生成的斐波那契數非常多(例如,幾百萬個),那么生成器版本的函式將大大節省記憶體,此外,如果你只需要迭代而不需要所有的斐波那契數,那么使用生成器可以讓你的代碼更加高效,

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