Python 程式札記 : 產生器(Generator)

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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