Python中生成器的循环行为

Question

我对不同的循环结构在使用简单生成器时表现得如此不同感到困惑。看看下面的代码：

example_list = [1, 2, 3, 4, 5]
for_count = 0
next_count = 0
while_count = 0

def consumer(iterable):
    for item in iterable:
        yield    
    return

for item in consumer(example_list):
    print("For Count: {0}".format(for_count))
    for_count += 1

# First while loop
while consumer(example_list).next():
    print("Next Count: {0}".format(next_count))
    next_count += 1

# Second while loop
while consumer(example_list):
    print("While Count: {0}".format(while_count))
    while_count += 1
    if while_count > 10: # add contrived limit for infinite loop
        break

这段代码的输出是：

对于计数: 0
对于计数: 1
对于计数: 2
对于计数: 3
对于计数: 4
当计数: 0
当计数: 1
当计数: 2
当计数: 3
当计数: 4
当计数: 5
当计数: 6
当计数: 7
当计数: 8
当计数: 9
当计数: 10

我希望能帮助我理解以下几点：

1. for 循环是怎么知道什么时候结束的，而第二个 while 循环却不知道？我原本以为两个 while 循环都会立即退出，因为 None 被返回了。
2. 为什么使用 .next() 不会引发异常？consumer 这个例程并不是一个定义了 __next__() 方法的类，所以当你使用 yield 关键字时，它是怎么神奇地出现的？
3. 如果我把 consumer 改成 yield item，第一个 while 循环为什么会变成像第二个那样无限循环？
4. 如果我把 consumer 改成简单地返回而不是返回任何东西，第二个 while 循环会立即退出，而不是变成无限循环。我一直以为 yield 本质上是一个可以恢复的 return。为什么它们在 while 循环中被处理得如此不同？

Answer 1

只回答你问题的一部分：

你对 while 循环的误解在于，while 循环本身并不会像 for item in generator 循环那样去逐个处理生成器对象。

在你第二个 while 循环中，consumer(example_list) 总是返回一个生成器，这个生成器在布尔判断中被视为真（True），所以这个循环就会一直运行下去。

在第一个 while 循环中，你在测试这个生成器的第一个返回值，而这个值是 None。因此，循环根本就不会开始。

Answer 2

关于 for 循环

你的第一个 for 循环运行得很正常。更新：Mark Ransomyield 后面没有跟上预期的 item，所以它返回的是 [None, None, None, None, None]，而不是 [1, 2, 3, 4, 5]，不过它还是会遍历这个列表。

第一个 while 循环

同样的评论者0 被视为 False。

第二个 while 循环

在第二个 while 循环中，你在测试 consumer(example_list) 的值。这里的 consumer(example_list) 是生成器对象本身，而不是它通过 next() 返回的值。这个对象本身永远不会等于 None 或其他 False 的等价物，所以你的循环永远不会结束。

你可以通过在循环中打印 consumer(example_list) 的值来看到这一点，这就是你的 while 条件：

>>> while_count=0
>>> while consumer(example_list):
...     print while_count, consumer(example_list)
...     while_count += 1
...     if while_count > 10:
...         break

输出为：

0 <generator object consumer at 0x1044a1b90>
1 <generator object consumer at 0x1044a1b90>
2 <generator object consumer at 0x1044a1b90>
3 <generator object consumer at 0x1044a1b90>
4 <generator object consumer at 0x1044a1b90>
5 <generator object consumer at 0x1044a1b90>
6 <generator object consumer at 0x1044a1b90>
7 <generator object consumer at 0x1044a1b90>
8 <generator object consumer at 0x1044a1b90>
9 <generator object consumer at 0x1044a1b90>
10 <generator object consumer at 0x1044a1b90>

第二个项目是这个对象，它永远不会等于 None。