Python中使用yield语句的函数

在Python中，yield语句可以用于生成器函数中，使其变为一个生成器。使用yield语句的函数和普通函数有很大的区别，它可以实现一个函数的暂停执行和恢复执行。

yield语句可以返回函数执行的值，也可以暂停函数的执行，保存函数的状态，等待下一次被激活的时候继续执行。这使得Python中的生成器函数非常灵活，可以方便地实现很多复杂的功能。

在下面的文章中，我们将学习如何在Python中使用yield语句来创建生成器函数。

1. 使用yield创建简单的生成器函数

最简单的生成器函数就是一个只包含yield语句的函数。当调用这个函数时，它会返回一个生成器对象。然后每次调用生成器对象的__next__()方法时，函数会执行到下一个yield语句，并把yield后面的值返回。

例如，下面的函数是一个生成器函数，它会生成一个无限序列：

def generate_infinite_sequence():
    i = 0
    while True:
        yield i
        i += 1

现在我们可以使用这个生成器函数来创建一个生成器对象，并循环输出它生成的值：

g = generate_infinite_sequence()
for i in range(10):
    print(next(g))

输出：

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

我们可以看到，每次调用g的__next__()方法时，函数会执行到下一个yield语句，并把yield后面的值返回。

2. 使用yield创建带有参数的生成器函数

我们可以给生成器函数传递参数，通过yield语句返回不同的值。例如，下面的函数会生成一个包含n个元素的序列：

def generate_sequence(n):
    for i in range(n):
        yield i

现在我们可以使用这个生成器函数来创建一个生成器对象，并循环输出它生成的值：

g = generate_sequence(5)
for i in g:
    print(i)

输出：

0
1
2
3
4

在这个例子中，我们给生成器函数传递了一个参数n，函数会生成一个包含n个元素的序列。当我们循环输出生成器对象时，函数会逐个返回这个序列中的元素。

3. 使用yield实现协程

协程是一种类似于线程的并发机制，但是它的运行效率更高。在Python中，我们可以使用yield语句来实现协程。例如，下面的代码实现了一个简单的协程：

def coroutine():
    while True:
        value = yield
        print('Got value:', value)

我们使用生成器对象g来驱动这个协程，并使用g.send(value)来发送数据给这个协程。例如：

g = coroutine()
next(g)

g.send('Hello')
g.send('World')

输出：

Got value: Hello
Got value: World

在这个例子中，我们首先使用next(g)来启动这个协程，然后通过g.send(value)来发送数据给这个协程。每次协程接收到数据后，它会打印出这个数据的值。

4. 使用yield实现生成器管道

我们可以使用多个生成器函数来实现一个生成器管道。例如，下面的代码实现了一个简单的生成器管道：

def square_sequence(gen):
    for value in gen:
        yield value * value


def positive_sequence(start, end):
    for value in range(start, end):
        if value > 0:
            yield value


g = positive_sequence(-5, 5)
g = square_sequence(g)

for i in g:
    print(i)

输出：

1
4
9
16
25

在这个例子中，我们首先定义了两个简单的生成器函数：positive_sequence()会生成一个从start到end之间的所有正整数，square_sequence()则会把收到的值平方后返回。然后我们把这两个生成器函数连接起来，生成了一个新的生成器对象。最后，我们循环输出这个生成器对象生成的值。这个程序中的生成器管道非常简单，但也可以通过连接不同的生成器函数来实现更复杂的管道。

总结

使用yield语句的函数是Python中非常有用和灵活的一个功能。它可以方便地实现生成器函数、协程、管道等功能。对于Python的高级应用，我们应该掌握使用yield语句的技巧，以便更好地编写Python程序。