¿Qué hace la palabra clave "rendimiento"?

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¿Cuál es el uso de la yieldpalabra clave en Python? ¿Qué hace?

Por ejemplo, estoy tratando de entender este código 1 :

def _get_child_candidates(self, distance, min_dist, max_dist):
    if self._leftchild and distance - max_dist < self._median:
        yield self._leftchild
    if self._rightchild and distance + max_dist >= self._median:
        yield self._rightchild  

Y esta es la persona que llama:

result, candidates = [], [self]
while candidates:
    node = candidates.pop()
    distance = node._get_dist(obj)
    if distance <= max_dist and distance >= min_dist:
        result.extend(node._values)
    candidates.extend(node._get_child_candidates(distance, min_dist, max_dist))
return result

¿Qué sucede cuando _get_child_candidatesse llama al método ? ¿Se devuelve una lista? ¿Un solo elemento? ¿Se llama de nuevo? ¿Cuándo se detendrán las llamadas posteriores?


1. Este fragmento de código fue escrito por Jochen Schulz (jrschulz), quien hizo una gran biblioteca de Python para espacios métricos. Este es el enlace a la fuente completa: [Module mspace] [1].
1
  • 10
    el rendimiento no es mágico como sugiere la respuesta principal. Gran comentario de @ mattias-fripp:When you call a function that has a yield statement, you get a generator object, but no code runs. Then each time you extract an object from the generator, Python executes the function until it reaches a yield statement, then pauses and delivers the object. When you extract another object, Python resumes just after the yield and continues until it reaches another yield (often the same one, but one iteration later). This continues until the function runs off the end, at which point the generator is deemed exhausted. 30 de junio a las 19:04
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+600

Para comprender lo que yieldhace, debe comprender qué son los generadores . Y antes de que pueda comprender los generadores, debe comprender los iterables .

Iterables

Cuando crea una lista, puede leer sus elementos uno por uno. Leer sus elementos uno por uno se llama iteración:

>>> mylist = [1, 2, 3]
>>> for i in mylist:
...    print(i)
1
2
3

mylistes un iterable . Cuando usa una comprensión de lista, crea una lista y, por lo tanto, es iterable:

>>> mylist = [x*x for x in range(3)]
>>> for i in mylist:
...    print(i)
0
1
4

Todo lo que puede utilizar " for... in..." es iterable; lists, strings, Archivos ...

Estos iterables son útiles porque puede leerlos tanto como desee, pero almacena todos los valores en la memoria y esto no siempre es lo que desea cuando tiene muchos valores.

Generadores

Los generadores son iteradores, una especie de iteración sobre la que solo se puede iterar una vez . Los generadores no almacenan todos los valores en la memoria, generan los valores sobre la marcha :

>>> mygenerator = (x*x for x in range(3))
>>> for i in mygenerator:
...    print(i)
0
1
4

Es lo mismo excepto que usó en ()lugar de []. PERO, no puede realizar for i in mygeneratoruna segunda vez ya que los generadores solo se pueden usar una vez: calculan 0, luego se olvidan y calculan 1, y terminan calculando 4, uno por uno.

Producir

yieldes una palabra clave que se usa como return, excepto que la función devolverá un generador.

>>> def create_generator():
...    mylist = range(3)
...    for i in mylist:
...        yield i*i
...
>>> mygenerator = create_generator() # create a generator
>>> print(mygenerator) # mygenerator is an object!
<generator object create_generator at 0xb7555c34>
>>> for i in mygenerator:
...     print(i)
0
1
4

Aquí es un ejemplo inútil, pero es útil cuando sabes que tu función devolverá un gran conjunto de valores que solo necesitarás leer una vez.

Para dominar yield, debe comprender que cuando llama a la función, el código que ha escrito en el cuerpo de la función no se ejecuta. La función solo devuelve el objeto generador, esto es un poco complicado.

Luego, su código continuará desde donde lo dejó cada vez que foruse el generador.

Ahora la parte difícil:

La primera vez que forllama al objeto generador creado a partir de su función, ejecutará el código en su función desde el principio hasta que llegue yield, luego devolverá el primer valor del ciclo. Luego, cada llamada subsiguiente ejecutará otra iteración del ciclo que ha escrito en la función y devolverá el siguiente valor. Esto continuará hasta que el generador se considere vacío, lo que sucede cuando la función se ejecuta sin presionar yield. Eso puede deberse a que el ciclo ha llegado a su fin o porque ya no satisface un "if/else".


Tu código explicado

Generador:

# Here you create the method of the node object that will return the generator
def _get_child_candidates(self, distance, min_dist, max_dist):

    # Here is the code that will be called each time you use the generator object:

    # If there is still a child of the node object on its left
    # AND if the distance is ok, return the next child
    if self._leftchild and distance - max_dist < self._median:
        yield self._leftchild

    # If there is still a child of the node object on its right
    # AND if the distance is ok, return the next child
    if self._rightchild and distance + max_dist >= self._median:
        yield self._rightchild

    # If the function arrives here, the generator will be considered empty
    # there is no more than two values: the left and the right children

Llamador:

# Create an empty list and a list with the current object reference
result, candidates = list(), [self]

# Loop on candidates (they contain only one element at the beginning)
while candidates:

    # Get the last candidate and remove it from the list
    node = candidates.pop()

    # Get the distance between obj and the candidate
    distance = node._get_dist(obj)

    # If distance is ok, then you can fill the result
    if distance <= max_dist and distance >= min_dist:
        result.extend(node._values)

    # Add the children of the candidate in the candidate's list
    # so the loop will keep running until it will have looked
    # at all the children of the children of the children, etc. of the candidate
    candidates.extend(node._get_child_candidates(distance, min_dist, max_dist))

return result

Este código contiene varias partes inteligentes:

  • El bucle itera en una lista, pero la lista se expande mientras se itera el bucle. Es una forma concisa de revisar todos estos datos anidados, incluso si es un poco peligroso, ya que puede terminar con un bucle infinito. En este caso, candidates.extend(node._get_child_candidates(distance, min_dist, max_dist))agota todos los valores del generador, pero whilesigue creando nuevos objetos de generador que producirán valores diferentes a los anteriores ya que no se aplica en el mismo nodo.

  • El extend()método es un método de objeto de lista que espera un iterable y agrega sus valores a la lista.

Normalmente le pasamos una lista:

>>> a = [1, 2]
>>> b = [3, 4]
>>> a.extend(b)
>>> print(a)
[1, 2, 3, 4]

Pero en su código, obtiene un generador, lo cual es bueno porque:

  1. No es necesario leer los valores dos veces.
  2. Puede tener muchos hijos y no quiere que todos se almacenen en la memoria.

Y funciona porque a Python no le importa si el argumento de un método es una lista o no. Python espera iterables, por lo que funcionará con cadenas, listas, tuplas y generadores. Esto se llama escritura pato y es una de las razones por las que Python es tan genial. Pero esta es otra historia, para otra pregunta ...

Puede detenerse aquí o leer un poco para ver un uso avanzado de un generador:

Controlar el agotamiento de un generador

>>> class Bank(): # Let's create a bank, building ATMs
...    crisis = False
...    def create_atm(self):
...        while not self.crisis:
...            yield "$100"
>>> hsbc = Bank() # When everything's ok the ATM gives you as much as you want
>>> corner_street_atm = hsbc.create_atm()
>>> print(corner_street_atm.next())
$100
>>> print(corner_street_atm.next())
$100
>>> print([corner_street_atm.next() for cash in range(5)])
['$100', '$100', '$100', '$100', '$100']
>>> hsbc.crisis = True # Crisis is coming, no more money!
>>> print(corner_street_atm.next())
<type 'exceptions.StopIteration'>
>>> wall_street_atm = hsbc.create_atm() # It's even true for new ATMs
>>> print(wall_street_atm.next())
<type 'exceptions.StopIteration'>
>>> hsbc.crisis = False # The trouble is, even post-crisis the ATM remains empty
>>> print(corner_street_atm.next())
<type 'exceptions.StopIteration'>
>>> brand_new_atm = hsbc.create_atm() # Build a new one to get back in business
>>> for cash in brand_new_atm:
...    print cash
$100
$100
$100
$100
$100
$100
$100
$100
$100
...

Nota: Para Python 3, use print(corner_street_atm.__next__())oprint(next(corner_street_atm))

Puede ser útil para varias cosas, como controlar el acceso a un recurso.

Itertools, tu mejor amigo

El módulo itertools contiene funciones especiales para manipular iterables. ¿Alguna vez ha deseado duplicar un generador? ¿Encadenar dos generadores? ¿Agrupar valores en una lista anidada con una sola línea? Map / Zipsin crear otra lista?

Entonces solo import itertools.

¿Un ejemplo? Veamos los posibles órdenes de llegada para una carrera de cuatro caballos:

>>> horses = [1, 2, 3, 4]
>>> races = itertools.permutations(horses)
>>> print(races)
<itertools.permutations object at 0xb754f1dc>
>>> print(list(itertools.permutations(horses)))
[(1, 2, 3, 4),
 (1, 2, 4, 3),
 (1, 3, 2, 4),
 (1, 3, 4, 2),
 (1, 4, 2, 3),
 (1, 4, 3, 2),
 (2, 1, 3, 4),
 (2, 1, 4, 3),
 (2, 3, 1, 4),
 (2, 3, 4, 1),
 (2, 4, 1, 3),
 (2, 4, 3, 1),
 (3, 1, 2, 4),
 (3, 1, 4, 2),
 (3, 2, 1, 4),
 (3, 2, 4, 1),
 (3, 4, 1, 2),
 (3, 4, 2, 1),
 (4, 1, 2, 3),
 (4, 1, 3, 2),
 (4, 2, 1, 3),
 (4, 2, 3, 1),
 (4, 3, 1, 2),
 (4, 3, 2, 1)]

Comprender los mecanismos internos de la iteración

La iteración es un proceso que implica iterables (implementando el __iter__()método) e iteradores (implementando el __next__()método). Los iterables son cualquier objeto del que pueda obtener un iterador. Los iteradores son objetos que le permiten iterar en iterables.

En este artículo encontrará más información sobre cómo forfuncionan los bucles .

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  • 520
    yieldno es tan mágico como sugiere esta respuesta. Cuando llama a una función que contiene una yielddeclaración en cualquier lugar, obtiene un objeto generador, pero no se ejecuta ningún código. Luego, cada vez que extrae un objeto del generador, Python ejecuta código en la función hasta que llega a una yielddeclaración, luego hace una pausa y entrega el objeto. Cuando extrae otro objeto, Python se reanuda justo después de yieldy continúa hasta que llega a otro yield(a menudo el mismo, pero una iteración más tarde). Esto continúa hasta que la función finaliza, momento en el que se considera que el generador está agotado. 23 de mayo de 2017 a las 21:41
  • 56
    "Estos iterables son útiles ... pero almacenas todos los valores en la memoria y esto no siempre es lo que quieres", es incorrecto o confuso. Un iterable devuelve un iterador al llamar a iter () en el iterable, y un iterador no siempre tiene que almacenar sus valores en la memoria, dependiendo de la implementación del método iter , también puede generar valores en la secuencia bajo demanda. 15 feb 2018 a las 19:21
  • 4
    Sería bueno agregar a esta gran respuesta por qué es lo mismo, excepto que usó en ()lugar de[] , específicamente lo que ()es (puede haber confusión con una tupla).
    WoJ
    7 de mayo de 2020 a las 10:12
  • 21
    @MatthiasFripp "Esto continúa hasta que la función se ejecuta al final" - o encuentra una returndeclaración. ( returnestá permitido en una función que contiene yield, siempre que no especifique un valor de retorno).
    alani
    6/06/20 a las 6:03
  • 2
    La declaración de rendimiento suspende la ejecución de la función y envía un valor a la persona que llama, pero conserva el estado suficiente para permitir que la función se reanude donde se dejó. Cuando se reanuda, la función continúa ejecutándose inmediatamente después de la última ejecución de rendimiento. Esto permite que su código produzca una serie de valores a lo largo del tiempo, en lugar de calcularlos a la vez y enviarlos como una lista. 3 dic.20 a las 1:23
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Atajo a la comprensión yield

Cuando vea una función con yielddeclaraciones, aplique este sencillo truco para comprender lo que sucederá:

  1. Inserta una línea result = []al comienzo de la función.
  2. Reemplace cada uno yield exprcon result.append(expr).
  3. Inserta una línea return resulten la parte inferior de la función.
  4. ¡Bien, no más yielddeclaraciones! Leer y descifrar el código.
  5. Compare la función con la definición original.

Este truco puede darle una idea de la lógica detrás de la función, pero lo que realmente sucede con yieldes significativamente diferente de lo que sucede en el enfoque basado en listas. En muchos casos, el enfoque de rendimiento será mucho más eficiente en memoria y también más rápido. En otros casos, este truco te atascará en un bucle infinito, aunque la función original funciona bien. Siga leyendo para obtener más información ...

No confunda sus iterables, iteradores y generadores

Primero, el protocolo iterador , cuando escribe

for x in mylist:
    ...loop body...

Python realiza los siguientes dos pasos:

  1. Obtiene un iterador para mylist:

    Llamar iter(mylist)-> esto devuelve un objeto con un next()método (o __next__()en Python 3).

    [Este es el paso del que la mayoría de la gente se olvida de contarte]

  2. Utiliza el iterador para recorrer elementos:

    Siga llamando al next()método en el iterador devuelto por el paso 1. El valor de retorno de next()se asigna a xy se ejecuta el cuerpo del bucle. Si se genera una excepción StopIterationdesde adentro next(), significa que no hay más valores en el iterador y se sale del ciclo.

La verdad es que Python realiza los dos pasos anteriores cada vez que quiere recorrer el contenido de un objeto, por lo que podría ser un bucle for, pero también podría ser un código similar otherlist.extend(mylist)(donde otherlisthay una lista de Python).

Aquí mylisthay un iterable porque implementa el protocolo de iterador. En una clase definida por el usuario, puede implementar el __iter__()método para hacer que las instancias de su clase sean iterables. Este método debería devolver un iterador . Un iterador es un objeto con un next()método. Es posible implementar ambos __iter__()y next()en la misma clase, y tener __iter__()retorno self. Esto funcionará para casos simples, pero no cuando desee que dos iteradores recorran el mismo objeto al mismo tiempo.

Entonces ese es el protocolo del iterador, muchos objetos implementan este protocolo:

  1. Listas, diccionarios, tuplas, conjuntos, archivos incorporados.
  2. Clases definidas por el usuario que implementan __iter__().
  3. Generadores.

Tenga en cuenta que un forbucle no sabe con qué tipo de objeto está tratando, simplemente sigue el protocolo del iterador y está feliz de obtener elemento tras elemento a medida que llama next(). Las listas integradas devuelven sus elementos uno por uno, los diccionarios devuelven las claves una por una, los archivos devuelven las líneas una por una, etc. Y los generadores regresan ... bueno, ahí es donde yieldentra en juego:

def f123():
    yield 1
    yield 2
    yield 3

for item in f123():
    print item

En lugar de yielddeclaraciones, si tuviera tres returndeclaraciones, f123()solo se ejecutaría la primera y la función se cerraría. Pero f123()no es una función ordinaria. Cuando f123()se llama, no devuelve ninguno de los valores de las declaraciones de rendimiento. Devuelve un objeto generador. Además, la función no se cierra realmente, entra en un estado suspendido. Cuando el forbucle intenta recorrer el objeto generador, la función se reanuda desde su estado suspendido en la siguiente línea después de la yieldque regresó anteriormente, ejecuta la siguiente línea de código, en este caso, una yielddeclaración, y la devuelve como la siguiente. artículo. Esto sucede hasta que la función sale, momento en el que el generador sube StopIterationy el bucle sale.

Entonces, el objeto generador es una especie de adaptador: en un extremo, exhibe el protocolo del iterador, al exponer __iter__()y next()métodos para mantener el forciclo feliz. En el otro extremo, sin embargo, ejecuta la función lo suficiente para obtener el siguiente valor y la vuelve a poner en modo suspendido.

¿Por qué utilizar generadores?

Por lo general, puede escribir código que no use generadores pero que implemente la misma lógica. Una opción es usar el 'truco' de la lista temporal que mencioné antes. Eso no funcionará en todos los casos, por ejemplo, si tiene bucles infinitos, o puede hacer un uso ineficiente de la memoria cuando tiene una lista muy larga. El otro enfoque es implementar una nueva clase iterable SomethingIter que mantiene el estado en los miembros de la instancia y realiza el siguiente paso lógico en su método next()(o __next__()en Python 3). Dependiendo de la lógica, el código dentro del next()método puede terminar pareciendo muy complejo y ser propenso a errores. Aquí los generadores proporcionan una solución limpia y sencilla.

3
  • 28
    "Cuando vea una función con declaraciones de rendimiento, aplique este sencillo truco para comprender lo que sucederá" ¿No ignora esto por completo el hecho de que puede sendingresar a un generador, que es una gran parte del objetivo de los generadores? 17/06/2017 a las 22:41
  • 12
    "podría ser un bucle for, pero también podría ser un código como otherlist.extend(mylist)" -> Esto es incorrecto. extend()modifica la lista en el lugar y no devuelve un iterable. Intentar realizar un bucle otherlist.extend(mylist)fallará con un TypeErrorporque extend()devuelve implícitamente Noney no se puede realizar un bucle None.
    Pedro
    14 de septiembre de 2017 a las 14:48
  • 8
    @pedro Has entendido mal esa frase. Significa que Python realiza los dos pasos mencionados en mylist(no en otherlist) cuando se ejecuta otherlist.extend(mylist).
    today
    26 de diciembre de 2017 a las 18:53
635

Piénsalo de esta manera:

Un iterador es solo un término que suena elegante para un objeto que tiene un next()método. Entonces, una función de rendimiento final termina siendo algo como esto:

Versión original:

def some_function():
    for i in xrange(4):
        yield i

for i in some_function():
    print i

Esto es básicamente lo que hace el intérprete de Python con el código anterior:

class it:
    def __init__(self):
        # Start at -1 so that we get 0 when we add 1 below.
        self.count = -1

    # The __iter__ method will be called once by the 'for' loop.
    # The rest of the magic happens on the object returned by this method.
    # In this case it is the object itself.
    def __iter__(self):
        return self

    # The next method will be called repeatedly by the 'for' loop
    # until it raises StopIteration.
    def next(self):
        self.count += 1
        if self.count < 4:
            return self.count
        else:
            # A StopIteration exception is raised
            # to signal that the iterator is done.
            # This is caught implicitly by the 'for' loop.
            raise StopIteration

def some_func():
    return it()

for i in some_func():
    print i

Para obtener más información sobre lo que está sucediendo detrás de escena, el forciclo se puede reescribir a esto:

iterator = some_func()
try:
    while 1:
        print iterator.next()
except StopIteration:
    pass

¿Eso tiene más sentido o simplemente te confunde más? :)

Debo señalar que esta es una simplificación excesiva con fines ilustrativos. :)

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  • 1
    __getitem__podría definirse en lugar de __iter__. Por ejemplo:, class it: pass; it.__getitem__ = lambda self, i: i*10 if i < 10 else [][0]; for i in it(): print(i)imprimirá: 0, 10, 20, ..., 90
    jfs
    25 de octubre de 2008 a las 2:03
  • 25
    Probé este ejemplo en Python 3.6 y si creo iterator = some_function(), la variable iteratorya no tiene una función llamada next(), sino solo una __next__()función. Pensé en mencionarlo.
    Peter
    6 de mayo de 2017 a las 14:37
  • ¿Dónde forllama la implementación de bucle que escribiste al __iter__método iterator, la instancia instanciada de it? 11 de mayo de 2020 a las 22:50
  • Desafortunadamente, esta respuesta no es cierta en absoluto. Esto no es lo que hace el intérprete de Python con los generadores. No está creando una clase a partir de la función de generador y la implementación __iter__y __next__. Lo que realmente está haciendo bajo el capó se explica en esta publicación stackoverflow.com/questions/45723893/… . Para citar a @Raymond Hettinger, "los generadores no se implementan internamente como se muestra en su clase de Python pura. En cambio, comparten la mayor parte de la misma lógica que las funciones regulares"
    gioxc88
    15 oct.20 a las 13:52
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La yieldpalabra clave se reduce a dos hechos simples:

  1. Si el compilador detecta la yieldpalabra clave en cualquier lugar dentro de una función, esa función ya no regresa a través de la returndeclaración. En su lugar , devuelve inmediatamente un objeto de "lista pendiente" perezoso llamado generador
  2. Un generador es iterable. ¿Qué es un iterable ? Es algo así como una listo seto rangeo dict-view, con un protocolo incorporado para visitar cada elemento en un orden determinado .

En pocas palabras: un generador es una lista perezosa, pendiente incrementalmente , y las yielddeclaraciones le permiten usar la notación de funciones para programar los valores de la lista que el generador debería escupir de forma incremental.

generator = myYieldingFunction(...)
x = list(generator)

   generator
       v
[x[0], ..., ???]

         generator
             v
[x[0], x[1], ..., ???]

               generator
                   v
[x[0], x[1], x[2], ..., ???]

                       StopIteration exception
[x[0], x[1], x[2]]     done

list==[x[0], x[1], x[2]]

Ejemplo

Definamos una función makeRangeque sea como la de Python range. Llamar makeRange(n)DEVUELVE UN GENERADOR:

def makeRange(n):
    # return 0,1,2,...,n-1
    i = 0
    while i < n:
        yield i
        i += 1

>>> makeRange(5)
<generator object makeRange at 0x19e4aa0>

Para obligar al generador a devolver inmediatamente sus valores pendientes, puede pasarlo a list()(como podría hacerlo con cualquier iterable):

>>> list(makeRange(5))
[0, 1, 2, 3, 4]

Ejemplo de comparación con "solo devolver una lista"

El ejemplo anterior se puede considerar simplemente como la creación de una lista a la que anexar y devolver:

# list-version                   #  # generator-version
def makeRange(n):                #  def makeRange(n):
    """return [0,1,2,...,n-1]""" #~     """return 0,1,2,...,n-1"""
    TO_RETURN = []               #>
    i = 0                        #      i = 0
    while i < n:                 #      while i < n:
        TO_RETURN += [i]         #~         yield i
        i += 1                   #          i += 1  ## indented
    return TO_RETURN             #>

>>> makeRange(5)
[0, 1, 2, 3, 4]

Sin embargo, hay una gran diferencia; ver la última sección.


Cómo se pueden usar los generadores

Un iterable es la última parte de la comprensión de una lista, y todos los generadores son iterables, por lo que a menudo se usan así:

#                   _ITERABLE_
>>> [x+10 for x in makeRange(5)]
[10, 11, 12, 13, 14]

Para tener una mejor idea de los generadores, puede jugar con el itertoolsmódulo (asegúrese de usarlo en chain.from_iterablelugar de chaincuando esté justificado). Por ejemplo, incluso podría usar generadores para implementar listas perezosas infinitamente largas como itertools.count(). Puede implementar el suyo propio def enumerate(iterable): zip(count(), iterable)o, alternativamente, hacerlo con la yieldpalabra clave en un ciclo while.

Tenga en cuenta: los generadores se pueden usar para muchas más cosas, como implementar corrutinas o programación no determinista u otras cosas elegantes. Sin embargo, el punto de vista de las "listas perezosas" que presento aquí es el uso más común que encontrará.


Entre bastidores

Así es como funciona el "protocolo de iteración Python". Es decir, qué sucede cuando lo hace list(makeRange(5)). Esto es lo que describí anteriormente como una "lista incremental perezosa".

>>> x=iter(range(5))
>>> next(x)
0
>>> next(x)
1
>>> next(x)
2
>>> next(x)
3
>>> next(x)
4
>>> next(x)
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
StopIteration

La función incorporada next()solo llama a la .next()función de objetos , que es parte del "protocolo de iteración" y se encuentra en todos los iteradores. Puede usar manualmente la next()función (y otras partes del protocolo de iteración) para implementar cosas sofisticadas, generalmente a expensas de la legibilidad, así que trate de evitar hacer eso ...


Minucias

Normalmente, a la mayoría de las personas no les importarían las siguientes distinciones y probablemente querrán dejar de leer aquí.

En lenguaje de Python, un iterable es cualquier objeto que "entiende el concepto de un bucle for" como una lista [1,2,3], y un iterador es una instancia específica del bucle for solicitado [1,2,3].__iter__(). Un generador es exactamente igual que cualquier iterador, excepto por la forma en que fue escrito (con la sintaxis de la función).

Cuando solicita un iterador de una lista, crea un nuevo iterador. Sin embargo, cuando solicita un iterador de un iterador (lo que rara vez haría), simplemente le da una copia de sí mismo.

Por lo tanto, en el improbable caso de que no esté haciendo algo como esto ...

> x = myRange(5)
> list(x)
[0, 1, 2, 3, 4]
> list(x)
[]

... entonces recuerda que un generador es un iterador ; es decir, es de un solo uso. Si desea reutilizarlo, debe llamar myRange(...)nuevamente. Si necesita usar el resultado dos veces, conviértalo en una lista y guárdelo en una variable x = list(myRange(5)). Aquellos que necesitan absolutamente clonar un generador (por ejemplo, que están haciendo una metaprogramación terriblemente hackish) pueden usarlo itertools.teesi es absolutamente necesario, ya que la propuesta de estándares de Python PEP del iterador copiable ha sido aplazada.

0
462

What does the yield keyword do in Python?

Resumen / resumen de la respuesta

  • Una función con yield, cuando se llama, devuelve un generador .
  • Los generadores son iteradores porque implementan el protocolo de iterador , por lo que puede iterar sobre ellos.
  • También se puede enviar información a un generador , convirtiéndolo conceptualmente en una corrutina .
  • En Python 3, puede delegar de un generador a otro en ambas direcciones con yield from.
  • (El apéndice critica un par de respuestas, incluida la superior, y analiza el uso de returnen un generador).

Generadores:

yieldsolo es legal dentro de una definición de función, y la inclusión de yielden una definición de función hace que devuelva un generador.

La idea de los generadores proviene de otros lenguajes (ver nota al pie 1) con diferentes implementaciones. En los generadores de Python, la ejecución del código se congela en el punto del rendimiento. Cuando se llama al generador (los métodos se analizan a continuación), la ejecución se reanuda y luego se congela en el siguiente rendimiento.

yieldproporciona una manera fácil de implementar el protocolo iterador , definido por los dos métodos siguientes: __iter__y next(Python 2) o __next__(Python 3). Ambos métodos hacen que un objeto sea un iterador que puede verificar con la Iteratorclase base abstracta del collectionsmódulo.

>>> def func():
...     yield 'I am'
...     yield 'a generator!'
... 
>>> type(func)                 # A function with yield is still a function
<type 'function'>
>>> gen = func()
>>> type(gen)                  # but it returns a generator
<type 'generator'>
>>> hasattr(gen, '__iter__')   # that's an iterable
True
>>> hasattr(gen, 'next')       # and with .next (.__next__ in Python 3)
True                           # implements the iterator protocol.

El tipo de generador es un subtipo de iterador:

>>> import collections, types
>>> issubclass(types.GeneratorType, collections.Iterator)
True

Y si es necesario, podemos hacer una verificación de este tipo:

>>> isinstance(gen, types.GeneratorType)
True
>>> isinstance(gen, collections.Iterator)
True

Una característica de un Iterator es que una vez agotado , no puede reutilizarlo ni restablecerlo:

>>> list(gen)
['I am', 'a generator!']
>>> list(gen)
[]

Tendrá que hacer otro si desea volver a utilizar su funcionalidad (ver nota al pie 2):

>>> list(func())
['I am', 'a generator!']

Uno puede generar datos mediante programación, por ejemplo:

def func(an_iterable):
    for item in an_iterable:
        yield item

El generador simple anterior también es equivalente al siguiente: a partir de Python 3.3 (y no está disponible en Python 2), puede usar yield from:

def func(an_iterable):
    yield from an_iterable

Sin embargo, yield fromtambién permite la delegación a subgeneradores, lo que se explicará en el siguiente apartado sobre delegación cooperativa con subcorutinas.

Corutinas:

yield forma una expresión que permite enviar datos al generador (ver nota al pie 3)

Aquí hay un ejemplo, tome nota de la receivedvariable, que apuntará a los datos que se envían al generador:

def bank_account(deposited, interest_rate):
    while True:
        calculated_interest = interest_rate * deposited 
        received = yield calculated_interest
        if received:
            deposited += received


>>> my_account = bank_account(1000, .05)

En primer lugar, hay que poner en cola el generador con la función incorporada, next. Llamará al método nexto apropiado __next__, según la versión de Python que esté utilizando:

>>> first_year_interest = next(my_account)
>>> first_year_interest
50.0

Y ahora podemos enviar datos al generador. ( Enviar Nonees lo mismo que llamarnext ):

>>> next_year_interest = my_account.send(first_year_interest + 1000)
>>> next_year_interest
102.5

Delegación cooperativa a subcorutina con yield from

Ahora, recuerde que yield fromestá disponible en Python 3. Esto nos permite delegar corrutinas a una subcorutina:


def money_manager(expected_rate):
    # must receive deposited value from .send():
    under_management = yield                   # yield None to start.
    while True:
        try:
            additional_investment = yield expected_rate * under_management 
            if additional_investment:
                under_management += additional_investment
        except GeneratorExit:
            '''TODO: write function to send unclaimed funds to state'''
            raise
        finally:
            '''TODO: write function to mail tax info to client'''
        

def investment_account(deposited, manager):
    '''very simple model of an investment account that delegates to a manager'''
    # must queue up manager:
    next(manager)      # <- same as manager.send(None)
    # This is where we send the initial deposit to the manager:
    manager.send(deposited)
    try:
        yield from manager
    except GeneratorExit:
        return manager.close()  # delegate?

Y ahora podemos delegar la funcionalidad a un subgenerador y puede ser utilizado por un generador como se muestra arriba:

my_manager = money_manager(.06)
my_account = investment_account(1000, my_manager)
first_year_return = next(my_account) # -> 60.0

Ahora simule agregar otros 1,000 a la cuenta más el rendimiento de la cuenta (60.0):

next_year_return = my_account.send(first_year_return + 1000)
next_year_return # 123.6

Puede leer más sobre la semántica precisa de yield fromen PEP 380.

Otros métodos: cerrar y lanzar

El closemétodo surge GeneratorExiten el punto en que se congeló la ejecución de la función. Esto también será llamado por __del__para que pueda poner cualquier código de limpieza donde maneje GeneratorExit:

my_account.close()

También puede lanzar una excepción que puede manejarse en el generador o propagarse al usuario:

import sys
try:
    raise ValueError
except:
    my_manager.throw(*sys.exc_info())

Aumenta:

Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 4, in <module>
  File "<stdin>", line 6, in money_manager
  File "<stdin>", line 2, in <module>
ValueError

Conclusión

Creo que he cubierto todos los aspectos de la siguiente pregunta:

What does the yield keyword do in Python?

Resulta que yieldhace mucho. Estoy seguro de que podría agregar ejemplos aún más completos a esto. Si quieres más o tienes alguna crítica constructiva, házmelo saber comentando a continuación.


Apéndice:

Crítica de la respuesta principal / aceptada **

  • Se confunde sobre lo que hace que una iteración sea iterable , simplemente usando una lista como ejemplo. Vea mis referencias arriba, pero en resumen: un iterable tiene un __iter__método que devuelve un iterador . Un iterador proporciona un método .next(Python 2 o .__next__(Python 3), que se llama implícitamente mediante forbucles hasta que aumenta StopIteration, y una vez que lo hace, continuará haciéndolo.
  • Luego usa una expresión generadora para describir qué es un generador. Dado que un generador es simplemente una forma conveniente de crear un iterador , solo confunde el asunto y todavía no hemos llegado a la yieldpieza.
  • En Control de un generador de agotamiento que llama el .nextmétodo, cuando en lugar de eso debería utilizar la función interna, next. Sería una capa apropiada de indirección, porque su código no funciona en Python 3.
  • Itertools? Esto no tenía nada que ver con lo que yieldhace.
  • No hay discusión de los métodos que yieldproporciona junto con la nueva funcionalidad yield fromen Python 3. La respuesta superior / aceptada es una respuesta muy incompleta.

Crítica de respuesta sugiriendo yielden un generador de expresión o comprensión.

La gramática actualmente permite la comprensión de cualquier expresión en una lista.

expr_stmt: testlist_star_expr (annassign | augassign (yield_expr|testlist) |
                     ('=' (yield_expr|testlist_star_expr))*)
...
yield_expr: 'yield' [yield_arg]
yield_arg: 'from' test | testlist

Dado que rendimiento es una expresión, algunos han promocionado su uso como interesante en las comprensiones o en la expresión del generador, a pesar de no citar ningún caso de uso particularmente bueno.

Los desarrolladores centrales de CPython están discutiendo la desaprobación de su asignación . Aquí hay una publicación relevante de la lista de correo:

On 30 January 2017 at 19:05, Brett Cannon wrote:

On Sun, 29 Jan 2017 at 16:39 Craig Rodrigues wrote:

I'm OK with either approach. Leaving things the way they are in Python 3 is no good, IMHO.

My vote is it be a SyntaxError since you're not getting what you expect from the syntax.

I'd agree that's a sensible place for us to end up, as any code relying on the current behaviour is really too clever to be maintainable.

In terms of getting there, we'll likely want:

  • SyntaxWarning or DeprecationWarning in 3.7
  • Py3k warning in 2.7.x
  • SyntaxError in 3.8

Cheers, Nick.

-- Nick Coghlan | ncoghlan at gmail.com | Brisbane, Australia

Además, hay un problema pendiente (10544) que parece apuntar en la dirección de que esto nunca sea ​​una buena idea (PyPy, una implementación de Python escrita en Python, ya está generando advertencias de sintaxis).

En pocas palabras , hasta que los desarrolladores de CPython nos digan lo contrario: no pongas yielduna expresión o comprensión generadora.

La returndeclaración en un generador

En Python 2 :

In a generator function, the return statement is not allowed to include an expression_list. In that context, a bare return indicates that the generator is done and will cause StopIteration to be raised.

An expression_listes básicamente cualquier número de expresiones separadas por comas; esencialmente, en Python 2, puede detener el generador con return, pero no puede devolver un valor.

En Python 3 :

In a generator function, the return statement indicates that the generator is done and will cause StopIteration to be raised. The returned value (if any) is used as an argument to construct StopIteration and becomes the StopIteration.value attribute.

Notas al pie

  1. Los lenguajes CLU, Sather e Icon fueron referenciados en la propuesta para introducir el concepto de generadores en Python. La idea general es que una función puede mantener el estado interno y producir puntos de datos intermedios a petición del usuario. Esto prometía ser superior en rendimiento a otros enfoques, incluido el subproceso de Python , que ni siquiera está disponible en algunos sistemas.

  2. Esto significa, por ejemplo, que los rangeobjetos no son Iterators, aunque sean iterables, porque pueden reutilizarse. Al igual que las listas, sus __iter__métodos devuelven objetos iteradores.

yieldse introdujo originalmente como una declaración, lo que significa que solo podía aparecer al principio de una línea en un bloque de código. Ahora yieldcrea una expresión de rendimiento. https://docs.python.org/2/reference/simple_stmts.html#grammar-token-yield_stmt Este cambio se propuso para permitir que un usuario envíe datos al generador tal como uno podría recibirlos. Para enviar datos, uno debe poder asignarlos a algo, y para eso, una declaración simplemente no funcionará.

0
379

yieldes como return: devuelve lo que le digas (como generador). La diferencia es que la próxima vez que llame al generador, la ejecución comienza desde la última llamada a la yielddeclaración. A diferencia de return, el marco de la pila no se limpia cuando se produce un rendimiento, sin embargo, el control se transfiere de nuevo a la persona que llama, por lo que su estado se reanudará la próxima vez que se llame a la función.

En el caso de su código, la función get_child_candidatesactúa como un iterador de modo que cuando extiende su lista, agrega un elemento a la vez a la nueva lista.

list.extendllama a un iterador hasta que se agota. En el caso de la muestra de código que publicó, sería mucho más claro devolver una tupla y agregarla a la lista.

1
  • 115
    Esto está cerca, pero no es correcto. Cada vez que llama a una función con una declaración de rendimiento, devuelve un nuevo objeto generador. Solo cuando llamas al método .next () de ese generador, la ejecución se reanuda después del último rendimiento.
    kurosch
    24 de oct de 2008 a las 18:11
274

Hay una cosa adicional que mencionar: una función que produce no tiene que terminar. He escrito un código como este:

def fib():
    last, cur = 0, 1
    while True: 
        yield cur
        last, cur = cur, last + cur

Entonces puedo usarlo en otro código como este:

for f in fib():
    if some_condition: break
    coolfuncs(f);

Realmente ayuda a simplificar algunos problemas y facilita el trabajo con algunas cosas.

0
267

Para aquellos que prefieren un ejemplo de trabajo mínimo, mediten en esta sesión interactiva de Python:

>>> def f():
...   yield 1
...   yield 2
...   yield 3
... 
>>> g = f()
>>> for i in g:
...   print(i)
... 
1
2
3
>>> for i in g:
...   print(i)
... 
>>> # Note that this time nothing was printed
0
242

TL; DR

En lugar de esto:

def square_list(n):
    the_list = []                         # Replace
    for x in range(n):
        y = x * x
        the_list.append(y)                # these
    return the_list                       # lines

hacer esto:

def square_yield(n):
    for x in range(n):
        y = x * x
        yield y                           # with this one.

Siempre que te encuentres construyendo una lista desde cero, yieldcada pieza en su lugar.

Este fue mi primer momento "ajá" con rendimiento.


yieldes una forma dulce de decir

build a series of stuff

Mismo comportamiento:

>>> for square in square_list(4):
...     print(square)
...
0
1
4
9
>>> for square in square_yield(4):
...     print(square)
...
0
1
4
9

Comportamiento diferente:

El rendimiento es de un solo paso : solo puede iterar una vez. Cuando una función tiene un rendimiento, la llamamos función generadora . Y un iterador es lo que devuelve. Esos términos son reveladores. Perdemos la conveniencia de un contenedor, pero ganamos la potencia de una serie que se calcula según sea necesario y es arbitrariamente larga.

El rendimiento es flojo , retrasa los cálculos. Una función con un rendimiento en ella no se ejecuta en absoluto cuando la llamas. Devuelve un objeto iterador que recuerda dónde se quedó. Cada vez que llama next()al iterador (esto sucede en un bucle for), la ejecución avanza hasta el siguiente rendimiento. returngenera StopIteration y finaliza la serie (este es el final natural de un bucle for).

El rendimiento es versátil . Los datos no tienen que almacenarse todos juntos, pueden estar disponibles uno a la vez. Puede ser infinito.

>>> def squares_all_of_them():
...     x = 0
...     while True:
...         yield x * x
...         x += 1
...
>>> squares = squares_all_of_them()
>>> for _ in range(4):
...     print(next(squares))
...
0
1
4
9

Si necesita varios pases y la serie no es demasiado larga, simplemente llámela list():

>>> list(square_yield(4))
[0, 1, 4, 9]

Brillante elección de la palabra yieldporque se aplican ambos significados :

yield — produce or provide (as in agriculture)

... proporciona los siguientes datos de la serie.

yield — give way or relinquish (as in political power)

... renunciar a la ejecución de la CPU hasta que avance el iterador.

0
216

El rendimiento te da un generador.

def get_odd_numbers(i):
    return range(1, i, 2)
def yield_odd_numbers(i):
    for x in range(1, i, 2):
       yield x
foo = get_odd_numbers(10)
bar = yield_odd_numbers(10)
foo
[1, 3, 5, 7, 9]
bar
<generator object yield_odd_numbers at 0x1029c6f50>
bar.next()
1
bar.next()
3
bar.next()
5

Como puede ver, en el primer caso fooguarda toda la lista en la memoria a la vez. No es un gran problema para una lista con 5 elementos, pero ¿qué pasa si quieres una lista de 5 millones? No solo es un gran consumidor de memoria, sino que también cuesta mucho tiempo construirlo en el momento en que se llama a la función.

En el segundo caso, barsolo te da un generador. Un generador es iterable, lo que significa que puede usarlo en un forbucle, etc., pero solo se puede acceder a cada valor una vez. Todos los valores tampoco se almacenan en la memoria al mismo tiempo; el objeto generador "recuerda" dónde estaba en el bucle la última vez que lo llamó; de esta manera, si está utilizando un iterable para (digamos) contar hasta 50 mil millones, no tiene que contar hasta 50 mil millones en total de una vez y almacene los 50 mil millones de números para contar.

Nuevamente, este es un ejemplo bastante elaborado, probablemente usaría itertools si realmente quisiera contar hasta 50 mil millones. :)

Este es el caso de uso más simple de generadores. Como dijiste, se puede usar para escribir permutaciones eficientes, usando yield para impulsar las cosas a través de la pila de llamadas en lugar de usar algún tipo de variable de pila. Los generadores también se pueden usar para recorridos de árboles especializados y todo tipo de cosas.

1
  • 2
    Solo una nota: en Python 3, rangetambién devuelve un generador en lugar de una lista, por lo que también verá una idea similar, excepto que __repr__/ __str__se anula para mostrar un resultado mejor, en este caso range(1, 10, 2). 21/03/19 a las 18:33
213

Está devolviendo un generador. No estoy particularmente familiarizado con Python, pero creo que es el mismo tipo de cosas que los bloques iteradores de C # si está familiarizado con ellos.

La idea clave es que el compilador / intérprete / lo que sea hace algunos trucos para que, en lo que respecta a la persona que llama, pueda seguir llamando a next () y seguirá devolviendo valores, como si el método generador estuviera en pausa . Ahora, obviamente, no puede realmente "pausar" un método, por lo que el compilador construye una máquina de estado para que recuerde dónde se encuentra actualmente y cómo se ven las variables locales, etc. Esto es mucho más fácil que escribir un iterador usted mismo.

0
191

Hay un tipo de respuesta que no creo que se haya dado todavía, entre las muchas respuestas excelentes que describen cómo usar los generadores. Aquí está la respuesta de la teoría del lenguaje de programación:

La yielddeclaración en Python devuelve un generador. Un generador en Python es una función que devuelve continuaciones (y específicamente un tipo de corrutina, pero las continuaciones representan el mecanismo más general para comprender lo que está sucediendo).

Las continuaciones en la teoría de lenguajes de programación son un tipo de cálculo mucho más fundamental, pero no se utilizan a menudo, porque son extremadamente difíciles de razonar y también muy difíciles de implementar. Pero la idea de lo que es una continuación es sencilla: es el estado de un cálculo que aún no ha terminado. En este estado, se guardan los valores actuales de las variables, las operaciones que aún no se han realizado, etc. Luego, en algún momento posterior del programa, se puede invocar la continuación, de modo que las variables del programa se restablezcan a ese estado y se realicen las operaciones que se guardaron.

Las continuaciones, en esta forma más general, se pueden implementar de dos maneras. En el call/cccamino, la pila del programa se guarda literalmente y luego, cuando se invoca la continuación, se restaura la pila.

En el estilo de paso de continuación (CPS), las continuaciones son solo funciones normales (solo en lenguajes donde las funciones son de primera clase) que el programador gestiona explícitamente y pasa a las subrutinas. En este estilo, el estado del programa está representado por cierres (y las variables que están codificadas en ellos) en lugar de variables que residen en algún lugar de la pila. Las funciones que administran el flujo de control aceptan la continuación como argumentos (en algunas variaciones de CPS, las funciones pueden aceptar múltiples continuaciones) y manipulan el flujo de control invocándolos simplemente llamándolos y regresando después. Un ejemplo muy simple de estilo de paso de continuación es el siguiente:

def save_file(filename):
  def write_file_continuation():
    write_stuff_to_file(filename)

  check_if_file_exists_and_user_wants_to_overwrite(write_file_continuation)

En este ejemplo (muy simplista), el programador guarda la operación de escribir realmente el archivo en una continuación (que potencialmente puede ser una operación muy compleja con muchos detalles para escribir), y luego pasa esa continuación (es decir, como primera cierre de clase) a otro operador que realiza más procesamiento, y luego lo llama si es necesario. (Utilizo mucho este patrón de diseño en la programación de GUI real, ya sea porque me ahorra líneas de código o, lo que es más importante, para administrar el flujo de control después de que se disparan los eventos de GUI).

El resto de esta publicación, sin perder generalidad, conceptualizará las continuaciones como CPS, porque es muchísimo más fácil de entender y leer.


Ahora hablemos de generadores en Python. Los generadores son un subtipo específico de continuación. Mientras que las continuaciones pueden, en general, guardar el estado de un cálculo (es decir, la pila de llamadas del programa), los generadores solo pueden guardar el estado de iteración en un iterador . Aunque, esta definición es un poco engañosa para ciertos casos de uso de generadores. Por ejemplo:

def f():
  while True:
    yield 4

Este es claramente un iterable razonable cuyo comportamiento está bien definido: cada vez que el generador itera sobre él, devuelve 4 (y lo hace para siempre). Pero probablemente no es el tipo prototípico de iterable lo que viene a la mente cuando se piensa en iteradores (es decir, for x in collection: do_something(x)). Este ejemplo ilustra el poder de los generadores: si algo es un iterador, un generador puede guardar el estado de su iteración.

Para reiterar: las continuaciones pueden salvar el estado de la pila de un programa y los generadores pueden salvar el estado de iteración. Esto significa que las continuaciones son mucho más poderosas que los generadores, pero también que los generadores son mucho, mucho más fáciles. Son más fáciles de implementar para el diseñador del lenguaje y son más fáciles de usar para el programador (si tiene algo de tiempo para grabar, intente leer y comprender esta página sobre continuaciones y llamar / cc ).

Pero podría implementar (y conceptualizar) generadores fácilmente como un caso simple y específico de estilo de paso de continuación:

Siempre que yieldse llama, le dice a la función que devuelva una continuación. Cuando se vuelve a llamar a la función, comienza desde donde se detuvo. Entonces, en pseudo-pseudocódigo (es decir, no pseudocódigo, pero no código) el nextmétodo del generador es básicamente el siguiente:

class Generator():
  def __init__(self,iterable,generatorfun):
    self.next_continuation = lambda:generatorfun(iterable)

  def next(self):
    value, next_continuation = self.next_continuation()
    self.next_continuation = next_continuation
    return value

donde la yieldpalabra clave es en realidad azúcar sintáctico para la función del generador real, básicamente algo como:

def generatorfun(iterable):
  if len(iterable) == 0:
    raise StopIteration
  else:
    return (iterable[0], lambda:generatorfun(iterable[1:]))

Recuerde que esto es solo un pseudocódigo y que la implementación real de los generadores en Python es más compleja. Pero como ejercicio para comprender lo que está sucediendo, intente usar el estilo de paso de continuación para implementar objetos generadores sin usar la yieldpalabra clave.

0
174

A continuación se muestra un ejemplo en lenguaje sencillo. Proporcionaré una correspondencia entre los conceptos humanos de alto nivel y los conceptos de Python de bajo nivel.

Quiero operar en una secuencia de números, pero no quiero molestarme con la creación de esa secuencia, solo quiero enfocarme en la operación que quiero hacer. Entonces, hago lo siguiente:

  • Te llamo y te digo que quiero una secuencia de números que se produzca de una manera específica, y te dejo saber cuál es el algoritmo.
    Este paso corresponde a la entrada de defla función del generador, es decir, la función que contiene a yield.
  • Algún tiempo después, te digo: "Está bien, prepárate para decirme la secuencia de números".
    Este paso corresponde a llamar a la función generadora que devuelve un objeto generador. Tenga en cuenta que todavía no me dice ningún número; solo toma papel y lápiz.
  • Te pregunto, "dime el próximo número", y tú me dices el primer número; después de eso, esperas a que te pida el siguiente número. Es su trabajo recordar dónde estaba, qué números ya ha dicho y cuál es el siguiente número. No me importan los detalles.
    Este paso corresponde a llamar .next()al objeto generador.
  • ... repita el paso anterior, hasta que ...
  • eventualmente, podrías llegar a su fin. No me digas un número; solo grita, "¡sostengan sus caballos! ¡Ya terminé! ¡No más números!"
    Este paso corresponde a que el objeto generador finalice su trabajo y genere una StopIterationexcepción. La función del generador no necesita generar la excepción. Se genera automáticamente cuando la función finaliza o emite un return.

Esto es lo que hace un generador (una función que contiene a yield); comienza a ejecutarse, se detiene cada vez que hace una yield, y cuando se le pide un .next()valor, continúa desde el último punto. Encaja perfectamente por diseño con el protocolo iterador de Python, que describe cómo solicitar valores secuencialmente.

El usuario más famoso del protocolo iterador es el forcomando en Python. Entonces, siempre que hagas un:

for item in sequence:

no importa si sequencees una lista, una cadena, un diccionario o un objeto generador como se describe arriba; el resultado es el mismo: lee los elementos de una secuencia uno por uno.

Tenga en cuenta que defincorporar una función que contiene una yieldpalabra clave no es la única forma de crear un generador; es la forma más sencilla de crear uno.

Para obtener información más precisa, lea sobre los tipos de iteradores , la declaración de rendimiento y los generadores en la documentación de Python.

0
152

Si bien muchas respuestas muestran por qué usarías un yieldpara crear un generador, hay más usos para yield. Es bastante fácil hacer una corrutina, que permite el paso de información entre dos bloques de código. No repetiré ninguno de los buenos ejemplos que ya se han dado sobre el uso yieldpara crear un generador.

Para ayudar a comprender lo que yieldhace en el siguiente código, puede usar su dedo para rastrear el ciclo a través de cualquier código que tenga una extensión yield. Cada vez que su dedo golpea el yield, debe esperar a que se ingrese a nexto senda. Cuando nextse llama a, rastrea el código hasta que presionas yield... el código a la derecha de yieldse evalúa y se devuelve a la persona que llama ... luego esperas. Cuando nextse vuelve a llamar, realiza otro bucle a través del código. Sin embargo, notará que en una corrutina, yieldtambién se puede usar con send… que enviará un valor desde la persona que llama a la función de rendimiento. Si sendse da a, entoncesyieldrecibe el valor enviado y lo escupe por el lado izquierdo ... luego el rastreo a través del código avanza hasta que presionas el de yieldnuevo (devolviendo el valor al final, como si te nextllamaran).

Por ejemplo:

>>> def coroutine():
...     i = -1
...     while True:
...         i += 1
...         val = (yield i)
...         print("Received %s" % val)
...
>>> sequence = coroutine()
>>> sequence.next()
0
>>> sequence.next()
Received None
1
>>> sequence.send('hello')
Received hello
2
>>> sequence.close()
1
  • 2
    ¡Lindo! Un trampolín (en el sentido de Lisp). ¡No es frecuente verlos! 4 dic 15 a las 18:31
149

Hay otro yielduso y significado (desde Python 3.3):

yield from <expr>

De PEP 380 - Sintaxis para delegar a un subgenerador :

A syntax is proposed for a generator to delegate part of its operations to another generator. This allows a section of code containing 'yield' to be factored out and placed in another generator. Additionally, the subgenerator is allowed to return with a value, and the value is made available to the delegating generator.

The new syntax also opens up some opportunities for optimisation when one generator re-yields values produced by another.

Además, esto introducirá (desde Python 3.5):

async def new_coroutine(data):
   ...
   await blocking_action()

para evitar que las corrutinas se confundan con un generador regular (hoy yieldse usa en ambos).

136

Todas buenas respuestas, aunque un poco difíciles para los novatos.

Supongo que ha aprendido la returndeclaración.

Como analogía, returnya yieldson gemelos. returnsignifica 'regresar y detener' mientras que 'rendimiento' significa 'regresar, pero continuar'

  1. Try to get a num_list with return.
def num_list(n):
    for i in range(n):
        return i

Ejecutarlo:

In [5]: num_list(3)
Out[5]: 0

Ves, obtienes solo un número en lugar de una lista de ellos. returnNunca te permite triunfar felizmente, solo implementa una vez y abandona.

  1. There comes yield

Reemplazar returncon yield:

In [10]: def num_list(n):
    ...:     for i in range(n):
    ...:         yield i
    ...:

In [11]: num_list(3)
Out[11]: <generator object num_list at 0x10327c990>

In [12]: list(num_list(3))
Out[12]: [0, 1, 2]

Ahora, ganas para conseguir todos los números.

Comparando con returncuál se ejecuta una vez y se detiene, se yieldejecuta el tiempo que planeó. Puede interpretar returncomo return one of themy yieldcomo return all of them. A esto se le llama iterable.

  1. One more step we can rewrite yield statement with return
In [15]: def num_list(n):
    ...:     result = []
    ...:     for i in range(n):
    ...:         result.append(i)
    ...:     return result

In [16]: num_list(3)
Out[16]: [0, 1, 2]

Es el núcleo de yield.

La diferencia entre las returnsalidas de una lista y la yieldsalida del objeto es:

Siempre obtendrá [0, 1, 2] de un objeto de lista, pero solo podrá recuperarlos de 'la yieldsalida del objeto ' una vez. Entonces, tiene un nuevo generatorobjeto de nombre como se muestra en Out[11]: <generator object num_list at 0x10327c990>.

En conclusión, como metáfora para asimilarlo:

  • returny yieldson gemelos
  • listy generatorson gemelos
1
  • 3
    Esto es comprensible, pero una diferencia importante es que puede tener múltiples rendimientos en una función / método. La analogía se rompe totalmente en ese punto. Yield recuerda su lugar en una función, por lo que la próxima vez que llame a next (), su función continuará con la siguiente yield. Esto es importante, creo, y debería expresarse.
    Mike S
    23/08/18 a las 13:27
124

Desde el punto de vista de la programación, los iteradores se implementan como procesadores .

Para implementar iteradores, generadores y grupos de subprocesos para ejecución concurrente, etc., como procesadores, se usan mensajes enviados a un objeto de cierre , que tiene un despachador, y el despachador responde a "mensajes" .

" siguiente " es un mensaje enviado a un cierre, creado por la llamada " iter ".

Hay muchas formas de implementar este cálculo. Usé mutación, pero es posible hacer este tipo de cálculo sin mutación, devolviendo el valor actual y el siguiente rendimiento (haciéndolo referencial transparente ). Racket utiliza una secuencia de transformaciones del programa inicial en algunos lenguajes intermedios, una de esas reescrituras hace que el operador de rendimiento se transforme en algún lenguaje con operadores más simples.

Aquí hay una demostración de cómo se podría reescribir el rendimiento, que usa la estructura de R6RS, pero la semántica es idéntica a la de Python. Es el mismo modelo de cálculo, y solo se requiere un cambio en la sintaxis para reescribirlo usando el rendimiento de Python.

Welcome to Racket v6.5.0.3.

-> (define gen
     (lambda (l)
       (define yield
         (lambda ()
           (if (null? l)
               'END
               (let ((v (car l)))
                 (set! l (cdr l))
                 v))))
       (lambda(m)
         (case m
           ('yield (yield))
           ('init  (lambda (data)
                     (set! l data)
                     'OK))))))
-> (define stream (gen '(1 2 3)))
-> (stream 'yield)
1
-> (stream 'yield)
2
-> (stream 'yield)
3
-> (stream 'yield)
'END
-> ((stream 'init) '(a b))
'OK
-> (stream 'yield)
'a
-> (stream 'yield)
'b
-> (stream 'yield)
'END
-> (stream 'yield)
'END
->
119

Aquí hay algunos ejemplos de Python de cómo implementar generadores como si Python no les proporcionara azúcar sintáctica:

Como generador de Python:

from itertools import islice

def fib_gen():
    a, b = 1, 1
    while True:
        yield a
        a, b = b, a + b

assert [1, 1, 2, 3, 5] == list(islice(fib_gen(), 5))

Usar cierres léxicos en lugar de generadores

def ftake(fnext, last):
    return [fnext() for _ in xrange(last)]

def fib_gen2():
    #funky scope due to python2.x workaround
    #for python 3.x use nonlocal
    def _():
        _.a, _.b = _.b, _.a + _.b
        return _.a
    _.a, _.b = 0, 1
    return _

assert [1,1,2,3,5] == ftake(fib_gen2(), 5)

Usar cierres de objetos en lugar de generadores (porque ClosuresAndObjectsAreEquivalent )

class fib_gen3:
    def __init__(self):
        self.a, self.b = 1, 1

    def __call__(self):
        r = self.a
        self.a, self.b = self.b, self.a + self.b
        return r

assert [1,1,2,3,5] == ftake(fib_gen3(), 5)
0
108

Iba a publicar "lea la página 19 de 'Python: Essential Reference' de Beazley para una descripción rápida de los generadores", pero muchos otros ya han publicado buenas descripciones.

Además, tenga en cuenta que yieldse puede utilizar en corrutinas como el dual de su uso en funciones de generador. Aunque no tiene el mismo uso que el fragmento de código, (yield)se puede usar como expresión en una función. Cuando una persona que llama envía un valor al método usando el send()método, entonces la corrutina se ejecutará hasta (yield)que se encuentre la siguiente instrucción.

Los generadores y las corrutinas son una forma genial de configurar aplicaciones de flujo de datos. Pensé que valdría la pena conocer el otro uso de la yielddeclaración en funciones.

0
94

A continuación, se muestra un ejemplo sencillo:

def isPrimeNumber(n):
    print "isPrimeNumber({}) call".format(n)
    if n==1:
        return False
    for x in range(2,n):
        if n % x == 0:
            return False
    return True

def primes (n=1):
    while(True):
        print "loop step ---------------- {}".format(n)
        if isPrimeNumber(n): yield n
        n += 1

for n in primes():
    if n> 10:break
    print "wiriting result {}".format(n)

Producción:

loop step ---------------- 1
isPrimeNumber(1) call
loop step ---------------- 2
isPrimeNumber(2) call
loop step ---------------- 3
isPrimeNumber(3) call
wiriting result 3
loop step ---------------- 4
isPrimeNumber(4) call
loop step ---------------- 5
isPrimeNumber(5) call
wiriting result 5
loop step ---------------- 6
isPrimeNumber(6) call
loop step ---------------- 7
isPrimeNumber(7) call
wiriting result 7
loop step ---------------- 8
isPrimeNumber(8) call
loop step ---------------- 9
isPrimeNumber(9) call
loop step ---------------- 10
isPrimeNumber(10) call
loop step ---------------- 11
isPrimeNumber(11) call

No soy un desarrollador de Python, pero me parece que yieldmantiene la posición de flujo del programa y el siguiente ciclo comienza desde la posición "rendimiento". Parece que está esperando en esa posición, y justo antes de eso, devuelve un valor afuera, y la próxima vez continúa funcionando.

Parece ser una habilidad interesante y agradable: D

1
  • Estás en lo correcto. Pero, ¿cuál es el efecto sobre el flujo que tiene ver el comportamiento de "rendimiento"? Puedo cambiar el algoritmo en nombre de las matemáticas. ¿Ayudará a obtener una evaluación diferente del "rendimiento"? 2 de julio de 2018 a las 1:44
78

Aquí hay una imagen mental de lo que yieldhace.

Me gusta pensar que un hilo tiene una pila (incluso cuando no está implementado de esa manera).

Cuando se llama a una función normal, pone sus variables locales en la pila, hace algunos cálculos, luego borra la pila y regresa. Los valores de sus variables locales nunca se vuelven a ver.

Con una yieldfunción, cuando su código comienza a ejecutarse (es decir, después de que se llama a la función, devolviendo un objeto generador, cuyo next()método luego se invoca), de manera similar coloca sus variables locales en la pila y calcula durante un tiempo. Pero luego, cuando llega a la yielddeclaración, antes de borrar su parte de la pila y regresar, toma una instantánea de sus variables locales y las almacena en el objeto generador. También escribe el lugar donde está actualmente en su código (es decir, la yielddeclaración particular ).

Así que es una especie de función congelada a la que se aferra el generador.

Cuando next()se llama posteriormente, recupera las pertenencias de la función en la pila y la vuelve a animar. La función continúa computando desde donde se quedó, ajena al hecho de que acababa de pasar una eternidad en almacenamiento en frío.

Compare los siguientes ejemplos:

def normalFunction():
    return
    if False:
        pass

def yielderFunction():
    return
    if False:
        yield 12

Cuando llamamos a la segunda función, se comporta de manera muy diferente a la primera. La yielddeclaración puede ser inalcanzable, pero si está presente en cualquier lugar, cambia la naturaleza de lo que estamos tratando.

>>> yielderFunction()
<generator object yielderFunction at 0x07742D28>

Llamar yielderFunction()no ejecuta su código, pero hace un generador a partir del código. (Tal vez sea una buena idea nombrar esas cosas con el yielderprefijo para facilitar la lectura).

>>> gen = yielderFunction()
>>> dir(gen)
['__class__',
 ...
 '__iter__',    #Returns gen itself, to make it work uniformly with containers
 ...            #when given to a for loop. (Containers return an iterator instead.)
 'close',
 'gi_code',
 'gi_frame',
 'gi_running',
 'next',        #The method that runs the function's body.
 'send',
 'throw']

Los campos gi_codey gi_frameson donde se almacena el estado congelado. Al explorarlos con dir(..), podemos confirmar que nuestro modelo mental anterior es creíble.

70

Un ejemplo fácil de entender de qué se trata: yield

def f123():
    for _ in range(4):
        yield 1
        yield 2


for i in f123():
    print (i)

La salida es:

1 2 1 2 1 2 1 2
2
  • 5
    ¿Estás seguro de esa salida? ¿No se imprimiría eso solo en una sola línea si ejecuta esa declaración de impresión usando print(i, end=' ')? De lo contrario, creo que el comportamiento predeterminado colocaría cada número en una nueva línea 5 feb.20 a las 4:05
  • 1
    @ user9074332, tiene razón, pero está escrito en una línea para facilitar la comprensión 5 feb.20 a las 14:58
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Como sugiere cada respuesta, yieldse utiliza para crear un generador de secuencias. Se utiliza para generar alguna secuencia de forma dinámica. Por ejemplo, mientras lee un archivo línea por línea en una red, puede usar la yieldfunción de la siguiente manera:

def getNextLines():
   while con.isOpen():
       yield con.read()

Puede usarlo en su código de la siguiente manera:

for line in getNextLines():
    doSomeThing(line)

Transferencia de control de ejecución gotcha

El control de ejecución se transferirá de getNextLines () al forbucle cuando se ejecute yield. Por lo tanto, cada vez que se invoca getNextLines (), la ejecución comienza desde el punto en el que se pausó la última vez.

Así, en resumen, una función con el siguiente código

def simpleYield():
    yield "first time"
    yield "second time"
    yield "third time"
    yield "Now some useful value {}".format(12)

for i in simpleYield():
    print i

imprimirá

"first time"
"second time"
"third time"
"Now some useful value 12"
0
66

(Mi respuesta a continuación solo habla desde la perspectiva del uso del generador de Python, no desde la implementación subyacente del mecanismo del generador , que implica algunos trucos de manipulación de pila y montón).

Cuando yieldse usa en lugar de returnen una función de Python, esa función se convierte en algo especial llamado generator function. Esa función devolverá un objeto de generatortipo. La yieldpalabra clave es una bandera para notificar al compilador de Python que trate dicha función de manera especial. Las funciones normales terminarán una vez que se devuelva algún valor. Pero con la ayuda del compilador, se puede pensar que la función del generador es reanudable. Es decir, se restaurará el contexto de ejecución y la ejecución continuará desde la última ejecución. Hasta que llame explícitamente a return, lo que generará una StopIterationexcepción (que también es parte del protocolo del iterador) o llegará al final de la función. He encontrado una gran cantidad de referencias sobre generatorpero este unodel functional programming perspectivees el más digerible.

(Ahora quiero hablar sobre el fundamento detrás generator, y iteratorbasándome en mi propio entendimiento. Espero que esto pueda ayudarlo a comprender la motivación esencial del iterador y el generador. Este concepto aparece en otros lenguajes, como C #).

Según tengo entendido, cuando queremos procesar un montón de datos, generalmente primero los almacenamos en algún lugar y luego los procesamos uno por uno. Pero este enfoque ingenuo es problemático. Si el volumen de datos es enorme, es caro almacenarlos en su totalidad de antemano. Entonces, en lugar de almacenar el datamismo directamente, ¿por qué no almacenar algún tipo de metadataindirectamente, es decirthe logic how the data is computed .

Hay 2 enfoques para envolver dichos metadatos.

  1. El enfoque OO, envolvemos los metadatos as a class. Este es el llamado iteratorque implementa el protocolo iterador (es decir __next__(), los __iter__()métodos , y ). Este es también el patrón de diseño de iterador que se ve comúnmente .
  2. El enfoque funcional, envolvemos los metadatos as a function. Este es el llamado generator function. Pero bajo el capó, el iterador generator objectaún devuelto IS-Aporque también implementa el protocolo del iterador.

De cualquier manera, se crea un iterador, es decir, algún objeto que puede proporcionarle los datos que desea. El enfoque OO puede ser un poco complejo. De todos modos, tú decides cuál usar.

0
65

En resumen, la yielddeclaración transforma su función en una fábrica que produce un objeto especial llamado a generatorque envuelve el cuerpo de su función original. Cuando generatorse itera, ejecuta su función hasta que llega a la siguiente, yieldluego suspende la ejecución y evalúa el valor pasado yield. Repite este proceso en cada iteración hasta que la ruta de ejecución sale de la función. Por ejemplo,

def simple_generator():
    yield 'one'
    yield 'two'
    yield 'three'

for i in simple_generator():
    print i

simplemente salidas

one
two
three

La potencia proviene de usar el generador con un bucle que calcula una secuencia, el generador ejecuta el bucle deteniéndose cada vez para 'ceder' el siguiente resultado del cálculo, de esta forma calcula una lista sobre la marcha, siendo el beneficio la memoria guardado para cálculos especialmente grandes

Digamos que desea crear una rangefunción propia que produzca un rango iterable de números, podría hacerlo así,

def myRangeNaive(i):
    n = 0
    range = []
    while n < i:
        range.append(n)
        n = n + 1
    return range

y utilícelo así;

for i in myRangeNaive(10):
    print i

Pero esto es ineficiente porque

  • Creas una matriz que solo usas una vez (esto desperdicia memoria)
  • ¡Este código en realidad recorre esa matriz dos veces! :(

Afortunadamente, Guido y su equipo fueron lo suficientemente generosos como para desarrollar generadores para que pudiéramos hacer esto;

def myRangeSmart(i):
    n = 0
    while n < i:
       yield n
       n = n + 1
    return

for i in myRangeSmart(10):
    print i

Ahora, en cada iteración, una función en el generador llamada next()ejecuta la función hasta que alcanza una instrucción 'rendimiento' en la que se detiene y 'produce' el valor o llega al final de la función. En este caso, en la primera llamada, se next()ejecuta hasta la declaración de rendimiento y produce 'n', en la siguiente llamada ejecutará la declaración de incremento, volverá al 'while', lo evaluará y, si es verdadero, se detendrá y ceder 'n' nuevamente, continuará de esa manera hasta que la condición while devuelva falso y el generador salte al final de la función.

61

El rendimiento es un objeto

A returnen una función devolverá un solo valor.

Si desea que una función devuelva un gran conjunto de valores , utilice yield.

Más importante aún, yieldes una barrera .

like barrier in the CUDA language, it will not transfer control until it gets completed.

Es decir, ejecutará el código en su función desde el principio hasta que llegue yield. Luego, devolverá el primer valor del ciclo.

Luego, cada otra llamada ejecutará el bucle que ha escrito en la función una vez más, devolviendo el siguiente valor hasta que no haya ningún valor para devolver.

60

Mucha gente usa en returnlugar de yield, pero en algunos casos yieldpuede ser más eficiente y más fácil trabajar con él.

Aquí hay un ejemplo que yielddefinitivamente es mejor para:

return (in function)

import random

def return_dates():
    dates = [] # With 'return' you need to create a list then return it
    for i in range(5):
        date = random.choice(["1st", "2nd", "3rd", "4th", "5th", "6th", "7th", "8th", "9th", "10th"])
        dates.append(date)
    return dates

yield (in function)

def yield_dates():
    for i in range(5):
        date = random.choice(["1st", "2nd", "3rd", "4th", "5th", "6th", "7th", "8th", "9th", "10th"])
        yield date # 'yield' makes a generator automatically which works
                   # in a similar way. This is much more efficient.

Calling functions

dates_list = return_dates()
print(dates_list)
for i in dates_list:
    print(i)

dates_generator = yield_dates()
print(dates_generator)
for i in dates_generator:
    print(i)

Ambas funciones hacen lo mismo, pero yieldusan tres líneas en lugar de cinco y tienen una variable menos de la que preocuparse.

This is the result from the code:

Producción

Como puede ver, ambas funciones hacen lo mismo. La única diferencia es return_dates()da una lista y yield_dates()da un generador.

Un ejemplo de la vida real sería algo así como leer un archivo línea por línea o si solo desea hacer un generador.

49

yieldes como un elemento de retorno para una función. La diferencia es que el yieldelemento convierte una función en un generador. Un generador se comporta como una función hasta que se 'produce' algo. El generador se detiene hasta que se llama a continuación y continúa exactamente desde el mismo punto en que se inició. Puede obtener una secuencia de todos los valores 'producidos' en uno, llamando list(generator()).

49

La yieldpalabra clave simplemente recopila los resultados que se devuelven. Piense en yieldcomoreturn +=

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Otro TL; DR

Iterador en la lista : next()devuelve el siguiente elemento de la lista.

Generador de iteradores : next()calculará el siguiente elemento sobre la marcha (código de ejecución)

Puede ver el rendimiento / generador como una forma de ejecutar manualmente el flujo de control desde el exterior (como continuar el ciclo un paso), llamando next, por complejo que sea el flujo.

Nota : El generador NO es una función normal. Recuerda el estado anterior como variables locales (pila). Consulte otras respuestas o artículos para obtener una explicación detallada. El generador solo se puede iterar una vez . Podrías prescindir yield, pero no sería tan agradable, por lo que puede considerarse azúcar de lenguaje "muy agradable".