【2.1.2】列表生成器--yield
今天在微信上看到一个帖子：
下面的代码会报错，为什么？
class A(object):
x = 1
gen = (x for _ in xrange(10)) # gen=(x for _ in range(10))
if __name__ == "__main__":
print(list(A.gen))
在回答这个问题之前，我们先来聊聊几个基本的问题
一、列表生成式
列表生成式即List Comprehensions，是Python内置的非常简单却强大的可以用来创建list的生成式。
举个例子，要生成list [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]可以用range(1, 11)：
>>> range(1, 11)
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
但如果要生成[1x1, 2x2, 3x3, …, 10x10]怎么做？方法一是循环：
>>> L = []
>>> for x in range(1, 11):
... L.append(x * x)
...
>>> L
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
但是循环太繁琐，而列表生成式则可以用一行语句代替循环生成上面的list：
>>> [x * x for x in range(1, 11)]
[1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
for循环后面还可以加上if判断，这样我们就可以筛选出仅偶数的平方：
>>> [x * x for x in range(1, 11) if x % 2 == 0]
[4, 16, 36, 64, 100]
还可以使用两层循环，可以生成全排列：
>>> [m + n for m in 'ABC' for n in 'XYZ']
['AX', 'AY', 'AZ', 'BX', 'BY', 'BZ', 'CX', 'CY', 'CZ']
其他例子：
>>> import os # 导入os模块，模块的概念后面讲到
>>> [d for d in os.listdir('.')] # os.listdir可以列出文件和目录
['.emacs.d', '.ssh', '.Trash', 'Adlm', 'Applications', 'Desktop', 'Documents', 'Downloads', 'Library', 'Movies', 'Music', 'Pictures', 'Public', 'VirtualBox VMs', 'Workspace', 'XCode']
>>> d = {'x': 'A', 'y': 'B', 'z': 'C' }
>>> [k + '=' + v for k, v in d.iteritems()]
['y=B', 'x=A', 'z=C']
>>> L = ['Hello', 'World', 'IBM', 'Apple']
>>> [s.lower() for s in L]
['hello', 'world', 'ibm', 'apple']
将一个列表中的所有字符串变成小写生成一个列表：
L = ['Hello','World',18,'Apple',None]
k = [x.lower() for x in L if isinstance(x,str)]
print k
内建的isinstance函数可以判断一个变量是不是字符串
isinstance(x, str)
二、生成器
通过列表生成式，我们可以直接创建一个列表。但是，受到内存限制，列表容量肯定是有限的。而且，创建一个包含100万个元素的列表，不仅占用很大的存储空间，如果我们仅仅需要访问前面几个元素，那后面绝大多数元素占用的空间都白白浪费了。
所以，如果列表元素可以按照某种算法推算出来，那我们是否可以在循环的过程中不断推算出后续的元素呢？这样就不必创建完整的list，从而节省大量的空间。在Python中，这种一边循环一边计算的机制，称为生成器（Generator）。
要创建一个generator，有很多种方法。
方法一：把一个列表生成式的[]改成()
>>> L = [x * x for x in range(10)]
>>> L
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
>>> g = (x * x for x in range(10))
>>> g
at 0x104feab40>
创建L和g的区别仅在于最外层的[]和()，L是一个list，而g是一个generator。 我们可以直接打印出list的每一个元素，但我们怎么打印出generator的每一个元素呢？ 如果要一个一个打印出来，可以通过generator的next()方法：
>>> g.next()
0
>>> g.next()
1
>>> g.next()
4
>>> g.next()
9
...
>>> g.next()
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
StopIteration
我们讲过，generator保存的是算法，每次调用next()，就计算出下一个元素的值，直到计算到最后一个元素，没有更多的元素时，抛出StopIteration的错误。 当然，上面这种不断调用next()方法实在是太变态了，正确的方法是使用for循环，因为generator也是可迭代对象：
>>> g = (x * x for x in range(10))
>>> for n in g:
... print n
...
0
1
4
方法二：yield
著名的斐波拉契数列（Fibonacci），除第一个和第二个数外，任意一个数都可由前两个数相加得到： 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, …
def fib(max):
n, a, b = 0, 0, 1
while n < max:
print b
a, b = b, a + b
n = n + 1
>>> fib(6)
1
1
2
3
5
8
要把fib函数变成generator，只需要把print b改为yield b就可以了：
def fib(max):
n, a, b = 0, 0, 1
while n < max:
yield b
a, b = b, a + b
n = n + 1
这就是定义generator的另一种方法。如果一个函数定义中包含yield关键字，那么这个函数就不再是一个普通函数，而是一个generator：
>>> fib(6)
>>> def odd():
... print 'step 1'
... yield 1
... print 'step 2'
... yield 3
... print 'step 3'
... yield 5
...
>>> o = odd()
>>> o.next()
step 1
1
>>> o.next()
step 2
3
>>> o.next()
step 3
5
>>> o.next()
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
StopIteration
可以看到，odd不是普通函数，而是generator，在执行过程中，遇到yield就中断，下次又继续执行。执行3次yield后，已经没有yield可以执行了，所以，第4次调用next()就报错。
同样的，把函数改成generator后，我们基本上从来不会用next()来调用它，而是直接使用for循环来迭代：
>>> for n in fib(6):
... print n
...
1
1
2
3
5
8
三、变量作用域
回到最开始的问题。这个问题是变量作用域问题，在 gen =( x for _ in xrange (10)) 中 gen 是一个 generator ,在 generator 中变量有自己的一套作用域，与其余作用域空间相互隔离。因此，将会出现这样的 NameError:name ' x ' is not defined 的问题，那么解决方案是什么呢？答案是：用 lambda 。
class A(object):
x = 1
gen = (lambda x: (x for _ in xrange(10)))(
x) # gen=(x for _ in range(10))
if __name__ == "__main__":
print(list(A.gen))
或者，也可以这样：
class A(object):
x = 1
gen = (A.x for _ in xrange(10)) # gen=(x for _ in range(10))
if __name__ == "__main__":
print(list(A.gen))
参考资料
廖雪峰–生成器 http://blog.csdn.net/yejianyun1/article/details/52640838
