Python函數(shù)生成器原理及使用詳解

更新時(shí)間：2020年03月12日 11:41:58 投稿：yaominghui

這篇文章主要介紹了Python函數(shù)生成器原理及使用詳解,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友可以參考下

1.python函數(shù)運(yùn)行原理

import inspect
frame = None
def foo():
  bar()


def bar():
  global frame
  frame = inspect.currentframe()
  pass

# python解釋器 python.exe 會(huì)用一個(gè)叫做PyEval_EvalFrameEx(c語(yǔ)言函數(shù))去執(zhí)行foo函數(shù),首先會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀(stack frame),
"""
python在運(yùn)行前會(huì)編譯成字節(jié)碼對(duì)象
當(dāng)foo調(diào)用bar函數(shù)進(jìn),又會(huì)創(chuàng)建一個(gè)棧幀,
關(guān)鍵是所有的棧幀都是分配在堆內(nèi)存, 堆內(nèi)存有個(gè)特點(diǎn),不手動(dòng)釋放,就會(huì)一直存在
這就決定了棧幀可以獨(dú)立于調(diào)用者存在.

"""

# import dis
# print(dis.dis(foo)) # 查看foo函數(shù)的字節(jié)碼


foo() #先調(diào)用一下foo函數(shù) ,這個(gè)frame就有值.

print(frame.f_code.co_name) # bar  查看這個(gè)棧幀, bar 所以還是可以拿到bar的棧幀,然后就可以調(diào)用bar函數(shù)

caller_frame = frame.f_back # 當(dāng)前frame棧幀的調(diào)用者的棧幀
print(caller_frame.f_code.co_name) # foo , 也可以拿到bar函數(shù)的棧幀

python中函數(shù)的調(diào)用就是創(chuàng)建棧幀的過(guò)程,而這些創(chuàng)建的棧幀都是存放在堆上面,不釋放就永久存在,所以我們拿到每個(gè)函數(shù)對(duì)應(yīng)的棧幀,就可以調(diào)用這個(gè)函數(shù).

java就不行了,函數(shù)執(zhí)行完畢,直接彈棧完蛋.

2.生成器執(zhí)行原理

測(cè)試代碼

def gen_fun():
  yield 1
  name = 'admin'
  yield 2
  gender = 'male'
  return 3

看看測(cè)試代碼對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼文件

0 LOAD_CONST        1 (1)
YIELD_VALUE
POP_TOP
     6 LOAD_CONST        2 ('admin')
STORE_FAST        0 (name)
     10 LOAD_CONST        3 (2)
YIELD_VALUE
POP_TOP
     16 LOAD_CONST        4 ('male')
STORE_FAST        1 (gender)
     20 LOAD_CONST        5 (3)
RETURN_VALUE
None

測(cè)試gi_frame

# 在沒(méi)有執(zhí)行生成器時(shí)
print(gen.gi_frame.f_lasti) # -1 ,在沒(méi)有調(diào)用next方法迭代時(shí),f_lasti 等于-1, 表示還沒(méi)開(kāi)始呢
print(gen.gi_frame.f_locals) # {}

# 執(zhí)行第一行
next(gen)

print(gen.gi_frame.f_lasti) # 2  # 執(zhí)行一行next后,代碼停在了第二行,看上面字節(jié)碼文件
print(gen.gi_frame.f_locals) # {}

# 再執(zhí)行一次
next(gen)

print(gen.gi_frame.f_lasti) # 12 # 又執(zhí)行一次next之后,程序停在了12行
print(gen.gi_frame.f_locals) # {'name': 'admin'}

由上面的測(cè)試代碼可以知道,在生成器的gi_frame對(duì)象中維護(hù)著兩個(gè)重要的屬性f_lasti和f_locals.

f_lasti記錄著當(dāng)前代碼運(yùn)行到哪一行了(注意這里的那一行是指編譯之后的字節(jié)碼文件)

f_locals維護(hù)著當(dāng)前生成器中的屬性字段

有了這兩個(gè)屬性,生成器就知道下一次next從哪兒開(kāi)始執(zhí)行了....