实现迭代器协议的Python生成器函数

Python的生成器是一种特殊的函数，它可以按需生成值并暂停其状态，直到再次请求下一个值。这些函数能够按照特定算法或模式生成序列，而不必实际存储整个序列。在Python中，迭代器是实现生成器的一种方式。通过实现迭代器协议，生成器函数可以直接与for循环和其他可迭代对象进行交互。

要实现迭代器协议，生成器函数必须满足以下两个要求：

1. 个要求是要实现__next__()方法。该方法应该返回生成器的下一个值，并且在没有更多值可以返回时引发StopIteration异常。通常，在函数中使用yield语句来生成值，而StopIteration的引发情况通常是在函数的结尾处。

2. 第二个要求是要实现__iter__()方法。该方法应该返回创建生成器的对象本身，因为生成器是自己的迭代器。也就是说，生成器函数本身就是它自己的迭代器，因此可以使用for循环等标准迭代协议。

在这里，我们考虑一个名为fibonacci()的生成器函数，它按照斐波那契数列的方式生成一个无限序列。斐波那契数列是一个古老但着名的递归数列，由以下形式的数字序列组成：0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, …，每个数都是前两个数的和。

以下是我们实现的示例代码，演示如何使用一个迭代器协议实现的Python生成器函数：

def fibonacci():
    """一个按斐波那契数列方式生成序列的生成器"""
    x, y = 0, 1
    while True:
        yield x
        x, y = y, x + y

if __name__ == '__main__':
    for i in fibonacci():
        print(i)
        if i > 100:
            break

在这个示例中，我们创建了一个名为fibonacci()的函数，它使用while循环和yield语句按斐波那契数列的方式生成一个无限序列。该函数在每次yield语句执行时返回x，并使用一次递增计算更新x和y的值。因为我们没有对该函数设置任何终止条件，所以它会无限重复地生成序列。

我们的最后一个定义就是for循环。在这里，我们使用迭代器协议作为迭代更新器，这样就会在调用fibonacci()函数时将next()方法应用于生成器，获取下一个值并将其输出到控制台。因为斐波那契数列是无限的，所以我们添加了一个停止条件，当计算结果大于100时循环会终止。

在Python中，迭代器协议是非常常见的技术，因为它允许生成器和其他可迭代的协议类与Python的相同迭代框架上一起使用。通过实现__iter__()和__next__()方法，Python的生成器函数可以使用直观和简洁的代码创建复杂的自定义数据结构。