Python生成器系统学习路线第47讲_核心原理与实战案例详解【技巧】

Python生成器核心是暂停恢复机制与迭代器协议封装：yield让函数暂停并保存状态，next()时从断点继续；含yield的函数返回generator对象，支持惰性求值、管道处理和状态维持，但仅单次遍历。

Python生成器的核心原理，其实就两点：暂停恢复机制 + 迭代器协议封装。它不是什么黑魔法，而是对 __iter__ 和 __next__ 的自动化实现，配合 yield 让函数具备“记忆上次执行位置”的能力。

yield 不是 return，是“让出控制权”

每次遇到 yield，函数就暂停，把值交出去，状态（局部变量、执行位置）全保留在栈帧里；下次调用 next() 或进入 for 循环时，从 yield 下一行继续执行。函数不会重新开始，也不会自动结束——直到遇到函数末尾或显式 return（返回的值仅作 StopIteration 的 value 属性，不可被迭代到）。

• 一个函数只要含 yield，定义时就返回 generator 类型对象，不执行函数体
• generator 对象本身是 iterator，但不是 iterable（不能直接 for x in gen_obj，除非它自己实现了 __iter__ —— 实际上 Python 的 generator 对象确实实现了，所以可以）
• 多次调用同一个生成器对象，只能遍历一次；想重用就得重新调用函数创建新对象

生成器表达式：轻量级、惰性求值的列表推导替代品

写法类似 (x*2 for x in range(10) if x % 2 == 0)，外层是圆括号。它不构建完整列表，只在每次 next 时算一个值，内存占用恒定 O(1)，适合处理大序列或无限流。

• 比等价的生成器函数更简洁，但逻辑复杂时建议用 def + yield，可读性和调试性更好
• 不能用索引、len、切片；只支持单次正向迭代
• 可嵌套：例如 (y for x in data for y in x) 实现扁平化

实战中真正有用的技巧

别只盯着“节省内存”，要关注它如何简化代码结构和解耦数据生产与消费逻辑。

• 管道式处理：把多个生成器串起来，如 filter_odd(gen()) | map_square() | take(5)，每个环节只关心自己的输入输出，天然支持流式处理
• 状态维持型迭代器：比如解析日志行时需要跨行识别块（如多行堆栈跟踪），用生成器内部维护 state 变量比手动写类更干净
• 协程雏形：通过 gen.send(value) 向生成器传参，配合 yield 接收，就能实现双向通信——这是 asyncio 协程的底层基础之一

容易踩的坑

很多问题源于混淆“生成器对象”和“生成器函数”，或者误以为 yield 能像 return 一样随意控制流程。

• 生成器函数返回的是 generator 对象，不是值；打印它只会看到
• 生成器耗尽后再次迭代会立即抛 StopIteration，不会自动重启；需捕获异常或用 itertools.chain 等工具组合
• 在生成器里用 return value 不会返回这个 value 给调用者，而是让 StopIteration 异常带出 value（可通过 exc.value 获取），for 循环会静默忽略它

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