Pythoni programmeerimise maailm

Python yield selgitus: Generaatorid, iteraatorid ja praktilised näited

Funktsioonid, klassid ja struktuurid
目次

1. Sissejuhatus

Python on oma lihtsa süntaksi ja võimsate võimaluste tõttu paljude arendajate lemmik. Nende hulgas on võtmetähtsusega yield-märksõna, mis aitab optimeerida mälu kasutust ja jõudlust. yield võimaldab andmeid töödelda iteratsiooni peatamise ja taasalustamise kaudu, mis on eriti kasulik suurte andmemahtude ja voogude puhul.

Selles artiklis selgitame samm-sammult, kuidas kasutada Pythonis yield-i alates põhitõdedest kuni praktiliste kasutusviisideni. Teave on kasulik nii algajatele kui ka kesktaseme programmeerijatele, seega loe kindlasti lõpuni.

2. Generaatori funktsioonid ja yieldi põhitõed

2.1 Mis on yield?

yield on märksõna, mida kasutatakse generaatori funktsiooni sees. See tagastab ajutiselt väärtuse ja peatab funktsiooni täitmise. Kui funktsiooni kutsutakse uuesti, jätkatakse täitmist kohe pärast yield-i. Tänu sellele saab töödelda suuri andmekogumeid mitte korraga, vaid tükiti vastavalt vajadusele.

def count_up_to(max_value):
    count = 1
    while count <= max_value:
        yield count
        count += 1

See funktsioon loendab kuni määratud maksimumini ja tagastab igal väljakutsel ühe väärtuse.

2.2 Erinevus returniga

return lõpetab funktsiooni täitmise lõplikult, samas kui yield peatab selle vaid ajutiselt ning jätkab järgmisel väljakutsel. See võimaldab võtta väärtusi ilma vajaduseta laadida kogu andmestikku mällu korraga.

def simple_return():
    return [1, 2, 3]

See return-versioon tagastab kogu listi korraga, mis võib suurendada mälu kasutust.

RUNTEQ（ランテック）｜超実戦型エンジニア育成スクール

3. Generaatori ja iteraatori seos

3.1 Iteraatori põhitõed

Iteraator on objekt, mis tagastab andmeid ükshaaval ja mis implementeerib meetodid __iter__ ja __next__. See võimaldab töödelda andmeid järjestikuliselt, näiteks tsüklis. Generaator on üks iteraatori vorm, mida saab luua lihtsalt yield-i abil.

def custom_generator(start, end):
    while start < end:
        yield start
        start += 1

Nii saab yield-i abil vältida käsitsi iteraatori loomist ja hoida koodi lühidamana.

3.2 Erinevus iteraatori ja generaatori vahel

Generaator loob automaatselt iteraatori yield-i abil. Tavalise iteraatori puhul tuleb __iter__ ja __next__ ise implementeerida, kuid generaatori korral pole see vajalik. See teeb koodi lühemaks ja hooldatavamaks.

4. yieldi eelised ja praktilised näited

4.1 Mälukasutuse tõhusus

Üks yieldi suurimaid eeliseid on mälukasutuse optimeerimine. Tavaline funktsioon peab tagastama kõik andmed korraga, kuid yield võimaldab tagastada väärtusi ükshaaval. See vähendab mälu kasutust ja on eriti kasulik suurte andmekogumite või lõputute jadaste töötlemisel.

Näiteks sobib yield hästi suurte andmehulkade töötlemiseks:

def large_data_generator(data):
    for item in data:
        yield item

See funktsioon ei töötle kõiki andmeid korraga, vaid annab need välja vajaduse järgi, mis suurendab jõudlust.

4.2 Praktilised kasutusjuhtumid

  • Logifailide töötlemine: Kui töötled logifaili rida-realt, aitab yield vältida kogu faili laadimist mällu korraga.
  • Veebiskreipimine: yield võimaldab töödelda skreipitud andmeid ükshaaval, mis muudab suurte andmehulkade kogumise tõhusamaks.
侍エンジニア塾

5. yield from alamgeneraatorite käsitlemisel

5.1 Mis on yield from?

yield from kasutatakse olemasoleva generaatori või iteraatori väärtuste edasi andmiseks. See võimaldab ühendada mitu generaatorit ja muuta koodi loetavamaks.

def sub_generator():
    yield 1
    yield 2
    yield 3

def main_generator():
    yield from sub_generator()
    yield 4

Selles näites tagastab main_generator alamgeneraatori väärtused ja lisaks veel 4.

5.2 Praktiline näide

Näiteks kui töötled andmeid mitmest allikast, saad need generaatorid yield from abil hõlpsalt ühendada. Nii muutub andmetöötlus paindlikumaks ja kood lihtsamaks.

6. Generaatori funktsioonide laiendused ja vastusmustrid

6.1 Mis on vastusmuster?

Generaatori funktsioonid võivad rakendada nn „vastusmustrit“, kus funktsioon käitub sisendandmete põhjal erinevalt. yield võimaldab mitte ainult väärtusi tagastada, vaid ka väljastpoolt väärtusi vastu võtta, muutes võimalikuks kahesuunalise suhtluse.

def responder():
    response = None
    while True:
        query = yield response
        if query == "Hello":
            response = "Hi!"
        else:
            response = "Ma ei saa aru."

6.2 Kasutamisnäited

  • Vestlusrobot: Saab rakendada chatboti, mis vastab kasutaja sisenditele dünaamiliselt.
  • Oleku masin: Oleku põhjal töötlev olekumasin on samuti hõlpsasti rakendatav yield-i abil.

7. Kokkuvõte ja edasised sammud

Selles artiklis käsitlesime Pythonis yield-i põhitõdesid ja praktilisi kasutusviise. yield on võimas tööriist, mis aitab optimeerida mälu kasutust ja jõudlust ning on eriti kasulik suurte andmekogumite ja interaktiivsete programmide puhul.

Järgmise sammuna tasub õppida yield from-i ning asünkroonset programmeerimist (async/await), et laiendada oma teadmisi Pythonis veelgi. Soovitame uurida ametlikku dokumentatsiooni ja proovida praktilisi projekte, et saavutada sügavam arusaam.

年収訴求