Generatori în Python

Un generator este o funcție care se poate opri și apoi poate continua mai târziu.

Când apelezi o funcție generator, primești înapoi un obiect generator, iar acest obiect este un iterator.

Codul lui nu a rulat încă deloc. Începe să se execute doar când iterezi peste generator.

Exemplu

O funcție generator simplă:

Scrie un program Python care definește o funcție generator my_generator() care produce 1, 2 și 3.
Folosește o buclă for pentru a itera peste generator și a afișa fiecare valoare.

> Ieșire: program Python complet

Prompt

Scrie un program Python care definește o funcție generator my_generator() care produce 1, 2 și 3. Folosește o buclă for pentru a itera peste generator și a afișa fiecare valoare.

def my_generator():
  yield 1
  yield 2
  yield 3

for value in my_generator():
  print(value)

Cuvântul cheie yield

Ceea ce transformă o funcție într-un generator este cuvântul cheie yield.

Când ajunge la un yield, funcția dă înapoi o valoare și își salvează starea. Când generatorului i se cere altă valoare, el continuă exact de unde s-a oprit.

return încheie o funcție definitiv, dar yield doar o întrerupe, așa că o funcție îl poate folosi de mai multe ori.

Exemplu

Un generator care produce, pe rând, o serie de numere:

Scrie un program Python care definește un generator count_up_to(n) care produce numerele de la 1 la n folosind o buclă while.
Folosește o buclă for pentru a afișa fiecare număr până la 5.

> Ieșire: program Python complet

Prompt

Scrie un program Python care definește un generator count_up_to(n) care produce numerele de la 1 la n folosind o buclă while. Folosește o buclă for pentru a afișa fiecare număr până la 5.

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

for num in count_up_to(5):
  print(num)

Generatorii economisesc memorie

Un generator produce valorile pe măsură ce este nevoie de ele, în loc să le țină pe toate în memorie.

Asta face o diferență reală la seturile mari de date:

Exemplu

Un generator pentru o secvență foarte lungă:

Scrie un program Python care definește un generator large_sequence(n) care produce numerele de la 0 la n-1.
Creează un generator pentru 1000000 de numere și afișează primele 3 valori folosind next().

> Ieșire: program Python complet

Prompt

Scrie un program Python care definește un generator large_sequence(n) care produce numerele de la 0 la n-1. Creează un generator pentru 1000000 de numere și afișează primele 3 valori folosind next().

def large_sequence(n):
  for i in range(n):
    yield i

# Aceasta nu creează un milion de numere în memorie
gen = large_sequence(1000000)
print(next(gen))
print(next(gen))
print(next(gen))

Folosirea next() cu generatori

Funcția next() îți permite să parcurgi manual un generator, pas cu pas.

După ce toate valorile au fost produse, încă un apel ridică o excepție StopIteration.

Exemplu

Scrie un program Python care definește un generator simple_gen() care produce "Emil", "Tobias" și "Linus".
Folosește next() de trei ori pentru a afișa fiecare valoare.

> Ieșire: program Python complet

Prompt

Scrie un program Python care definește un generator simple_gen() care produce "Emil", "Tobias" și "Linus". Folosește next() de trei ori pentru a afișa fiecare valoare.

def simple_gen():
  yield "Emil"
  yield "Tobias"
  yield "Linus"

gen = simple_gen()
print(next(gen))
print(next(gen))
print(next(gen))

Exemplu

Scrie un program Python care definește un generator simple_gen() care produce 1 și 2.
Folosește next() de trei ori pentru a demonstra excepția StopIteration la al treilea apel.

> Ieșire: program Python complet

Prompt

Scrie un program Python care definește un generator simple_gen() care produce 1 și 2. Folosește next() de trei ori pentru a demonstra excepția StopIteration la al treilea apel.

def simple_gen():
  yield 1
  yield 2

gen = simple_gen()
print(next(gen))
print(next(gen))
print(next(gen)) # Aceasta va ridica StopIteration

Expresii generator

Expresiile generator creează generatori cu o sintaxă apropiată de list comprehension. Singura diferență sunt parantezele rotunde în locul celor pătrate:

Exemplu

Un list comprehension alături de o expresie generator:

Scrie un program Python care creează un list comprehension [x * x for x in range(5)] și îl afișează.
Apoi creează o expresie generator (x * x for x in range(5)), afișează obiectul generator și afișează valorile lui sub formă de listă.

> Ieșire: program Python complet

Prompt

Scrie un program Python care creează un list comprehension [x * x for x in range(5)] și îl afișează. Apoi creează o expresie generator (x * x for x in range(5)), afișează obiectul generator și afișează valorile lui sub formă de listă.

# List comprehension - creează o listă
list_comp = [x * x for x in range(5)]
print(list_comp)

# Expresie generator - creează un generator
gen_exp = (x * x for x in range(5))
print(gen_exp)
print(list(gen_exp))

Exemplu

Transmiterea unei expresii generator către sum:

Scrie un program Python care calculează suma pătratelor numerelor de la 0 la 9 folosind sum() cu o expresie generator.
Afișează totalul.

> Ieșire: program Python complet

Prompt

Scrie un program Python care calculează suma pătratelor numerelor de la 0 la 9 folosind sum() cu o expresie generator. Afișează totalul.

# Calculează suma pătratelor fără a crea o listă
total = sum(x * x for x in range(10))
print(total)

Generator pentru șirul Fibonacci

Șirul Fibonacci se potrivește perfect cu un generator.

Poate continua să producă valori la nesfârșit, fără să-ți epuizeze memoria:

Exemplu

Afișează primele 100 de numere Fibonacci:

Scrie un program Python care definește un generator Fibonacci infinit folosind yield.
Afișează primele 100 de numere Fibonacci folosind next().

> Ieșire: program Python complet

Prompt

Scrie un program Python care definește un generator Fibonacci infinit folosind yield. Afișează primele 100 de numere Fibonacci folosind next().

def fibonacci():
  a, b = 0, 1
  while True:
    yield a
    a, b = b, a + b

# Obține primele 100 de numere Fibonacci
gen = fibonacci()
for _ in range(100):
  print(next(gen))

Metodele generatorilor

Pentru un control mai avansat, generatorii vin cu câteva metode speciale:

Exemplu

Cu metoda send(), poți transmite o valoare în generator:

Scrie un program Python care definește un echo_generator() care primește valori prin yield și le afișează.
Pregătește generatorul cu next(), apoi trimite "Hello" și "World".

> Ieșire: program Python complet

Prompt

Scrie un program Python care definește un echo_generator() care primește valori prin yield și le afișează. Pregătește generatorul cu next(), apoi trimite "Hello" și "World".

def echo_generator():
  while True:
    received = yield
    print("Primit:", received)

gen = echo_generator()
next(gen) # Pregătește generatorul
gen.send("Hello")
gen.send("World")

Exemplu

Metoda close() închide generatorul:

Scrie un program Python care definește un generator my_gen() cu un bloc try/finally, care produce 1, 2, 3 și afișează „Generator închis” în finally.
Obține prima valoare cu next(), apoi închide generatorul.

> Ieșire: program Python complet

Prompt

Scrie un program Python care definește un generator my_gen() cu un bloc try/finally, care produce 1, 2, 3 și afișează „Generator închis” în finally. Obține prima valoare cu next(), apoi închide generatorul.

def my_gen():
  try:
    yield 1
    yield 2
    yield 3
  finally:
    print("Generator închis")

gen = my_gen()
print(next(gen))
gen.close()