Python 程式札記 : 產生器(Generator)

閱讀時間約 3 分鐘

Python 產生器(Generator)是一種特殊的迭代器,能夠以更有效率的方式處理大量數據。本文將介紹產生器的基礎概念、使用方法,並提供實際應用範例

什麼是Python產生器?

產生器(Generator)是一種特殊類型的迭代器,指的是在函式裡使用到 yield 的函示,當函式執行到 yield 時,它會返回一個值並暫停執行,直到下一次呼叫。

def my_generator():
yield 1
yield 2
yield 3

gen = my_generator()

for value in gen:
print(value)

# 輸出結果會是:
1
2
3

產生器的優勢

  1. 節省儲存空間:產生器只在需要時才產生值,避免一次性加載所有數據到記憶體。
  2. 代碼簡潔:使用 yield,代碼更為簡潔,易於理解。

實際應用範例

1.生成無限數列

def infinite_sequence():
num = 0
while True:
yield num
num += 1

for i in infinite_sequence():
if i > 20:
break
print(i)

這個範例示範了如何使用產生器生成一個無限數列。它會不斷產生新的數字,直到達到某個條件(在此為 i > 20)時停止。

2.處理大型文件

def read_large_file(file_name):
with open(file_name, 'r') as file:
for line in file:
yield line

for line in read_large_file("large_file.txt"):
print(line)

這個範例中,read_large_file 函數逐行讀取文件,而不是一次性將整個文件加載到記憶體中,可以有效減少記憶體的使用。

3.產生器表示式

# squares = [x*x for x in range(10)]
# print(squares) 輸出: [0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
squares = (x*x for x in range(10))
# print(squares) 輸出: <generator object <genexpr> at 0x000001BE87E49A10>
for square in squares:
print(square)

Python 還提供了產生器表示式,類似於列表推導,差別在於將中括號[]改成小括號(),還有產生器表示式並不能直接列印出內容。


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