Python生成器中的代码执行何时停止？

Question

Python生成器中的代码执行何时停止？

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我正在尝试通过构建一个类似于“enumerate”内置函数的生成器来理解yield语句的行为，但是我发现在迭代过程中会出现不一致的情况。

def enumerate(sequence, start=0):
n = start
for elem in sequence:
    print("Before the 'yield' statement in the generator, n = {}".format(n))
    yield n, elem
    n += 1
    print("After the 'yield' statement in the generator, n = {}".format(n))

我理解生成器的执行过程是，当程序执行到 yield 语句时，代码执行会暂停并返回一个值。下面的脚本验证了我的理解。

a = 'foo'
b = enumerate(a)
n1,v1 = next(b)
print('n1 = {}, v1 = {}\n'.format(n1,v1))
n2,v2 = next(b)
print('n2 = {}, v2 = {}'.format(n2,v2))

在这种情况下，生成器似乎会在yield语句处停止，并在第二个“next”语句中的n+=1处恢复：

Before the 'yield' statement in the generator, n = 0
n1 = 0, v1 = f

After the 'yield' statement in the generator, n = 1
Before the 'yield' statement in the generator, n = 1
n2 = 1, v2 = o

然而，如果我使用下面的for循环，生成器似乎不会在yield语句处停止。

for n,v in enumerate(a[0:1]):
    print('n = {}, v = {}'.format(n,v))

这是我得到的内容：

Before the 'yield' statement in the generator, n = 0
n = 0, v = f
After the 'yield' statement in the generator, n = 1

考虑评论后进行编辑

我意识到我只迭代了一个元素，但我没有预料到即使我迭代所有元素，也会看到最后一个“在生成器的'yield'语句之后”句子。

print('\n\n')
for n,v in enumerate(a):
    print('n = {}, v = {}'.format(n,v))

Before the 'yield' statement in the generator, n = 0
n = 0, v = f
After the 'yield' statement in the generator, n = 1
Before the 'yield' statement in the generator, n = 1
n = 1, v = o
After the 'yield' statement in the generator, n = 2
Before the 'yield' statement in the generator, n = 2
n = 2, v = o
After the 'yield' statement in the generator, n = 3

为什么会发生这种情况？

- blackcorsair

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因为您正在迭代一个元素。 - Ignacio Vazquez-Abrams

输出结果完全符合预期。问题出在哪里？ - Mad Physicist

应该解释 print(a[0:1])。 - Mad Physicist

如果一个 for 循环在产生第一个值后就停止了，那它就不是一个循环了，对吧？这个循环会一直持续到没有剩余的值为止。 - Aran-Fey

我认为“实现”的概念是让您困惑的地方。解释器在通俗意义上并不真正进行解释。它不会在您明确告诉它之前就“意识到”你完成了某个任务。这也是编程的整个关键所在。 - Mad Physicist

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2个回答

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答案在于理解Python的for循环：它获取一个对象的迭代器（即iter()），并一直执行，直到引发一个StopIteration异常。当生成器代码完成时，即获取包含该函数的return语句（也可能是隐式的），就会抛出StopIteration异常。这也是为什么它不会在yield处停止，而会继续请求下一个yield，直到生成器完成。

- Omri Levi

@MadPhysicist 它不一定是 None。当函数结束时，它会引发 StopIteration。 - Aran-Fey

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- Mad Physicist · Accepted Answer

这里的根本问题在于，您混淆了一个事实：通过观察生成器，您可以知道它何时用尽，但Python只能通过运行代码来确定。当Python遇到您认为是最后一个yield时，它并不知道它是最后一个。如果您的生成器长这样：

def enumeratex(x, start=0):
    for elem in x:
        yield start, x
        start += 1
    yield start, None

在这里，出于某些原因，主生成器循环之后会返回一个最终的None元素。在你执行以下操作之前，Python无法知道生成器何时完成：

从生成器中返回。
引发错误，在这种情况下，所有内容都将停止。

在Python 3.7之前的版本中，生成器可以引发StopIteration来表示终止。实际上，一个return语句等效于raise StopIteration(如果返回None)或raise StopIteration(return_value)。

因此，虽然你可以自行决定如何告诉Python结束生成器，但必须明确指出。一个yield本身不能结束生成器。 简而言之： 即使最后一个值已经被生成，生成器中循环中的所有代码都将始终运行，因为Python只能通过实际执行所有代码来知道它是最后一个值。