Определение
Генератор — это функция, которая возвращает последовательность значений лениво (по требованию). Генераторы создаются с помощью ключевого слова yield и позволяют сохранять состояние между вызовами. Они не хранят все элементы в памяти, что эффективно для работы с большими данными.
Ключевое слово yield
Когда функция содержит yield, она автоматически становится генератором. При вызове next() выполнение функции приостанавливается на yield, а при следующем вызове возобновляется с того же места.
Генераторные выражения
Аналогичны списковым включениям, но используют круглые скобки () и возвращают элементы по одному.
Сравнение с включениями (Comprehensions)
Критерий Списковое включение Генератор
Память Хранит все элементы в памяти Генерирует элементы на лету
Использование Для небольших данных Для больших данных
Пример [x**2 for x in range(10)] (x**2 for x in range(10))
Методы генераторов
1. send(value)
Передает значение в генератор (становится результатом yield).
2. throw(type)
Вызывает исключение внутри генератора.
3. close()
Останавливает генератор.
Корутины (Coroutines)
Генераторы с send() могут использоваться как корутины — функции, обменивающиеся данными с вызывающим кодом. Это основа асинхронного программирования в Python (до появления async/await).
Копирование генераторов
Генераторы нельзя скопировать стандартными методами (deepcopy, copy, срезы), так как они хранят состояние выполнения.
Примеры ошибок:
Решение:
- Пересоздайте генератор.
- Используйте itertools.tee() для разделения итератора на несколько (но это работает только для некоторых итераторов).
Заключение
- Генераторы идеальны для работы с большими данными или бесконечными последовательностями.
- Генераторные выражения экономят память, заменяя списковые включения.
- Методы send(), throw(), close() расширяют возможности генераторов, превращая их в корутины.
- Корутины позволяют реализовать кооперативную многозадачность.
- Копирование генераторов невозможно из-за их состояния — используйте пересоздание или itertools.tee().
Совет: Для сложных сценариев (например, асинхронности) используйте современные конструкции asyncio и async/await, которые развивают идеи генераторов.