生成器的Python生成器

Question

这是我在面试中遇到的一个问题（python 3.7）：

def add(x,y):
    return x+y

g = (x for x in range(4))
for n in [1,10]:
    g = (add(n,i) for i in g)
list(g)

list(g) 打印什么？ 答案是

20,21,22,23

从输出中，我猜发生了什么是 add 函数循环了两次，并且两次都是 n=10？ 有人可以向我解释一步一步会发生什么吗？ 我感到很困惑。 非常感谢。

Answer 1

生成器表达式的“主体”不捕获闭包中的值，因此n只是一个自由变量，其值是在计算g分配给n任何值。 （迭代的表达式是，所以g不是一个自由变量，而是当前分配给g的可迭代变量。）

也就是说，在for循环之后，你有

assert n == 10  # The last value assigned to n

# Pseudocode - every time n is used, it resolves to the *current*
# value of n, not the value n had when the generator expression was 
# defined.
g = (add(10, i) for i in (add(10, i) for i in (x for x in range(4))))
#  *not* (add(10, i) for i in (add(1, i) for i in (x for x in range(4))))
  = (add(10, i) for i in (add(10, i) for i in (0, 1, 2, 3)))
  = (add(10, i) for i in (10, 11, 12, 13))
  = (10 + i for i in (10, 11, 12, 13)

所以

list(g) == [20, 21, 22, 23]

Answer 2

因为g是生成器对象。

与立即计算的listcomp不同，它只是一个等待迭代的生成器实例。

>>> from inspect import getgeneratorstate
>>> g = (x for x in range(4))
>>> getgeneratorstate(g)
'GEN_CREATED'

>>> next(g)
0
>>> getgeneratorstate(g)
'GEN_SUSPENDED'

>>> list(g)
[1, 2, 3]
>>> getgeneratorstate(g)
'GEN_CLOSED'

但是，对第一个生成器(x for x in range(4))引用不会在生成器对象内部改变。 因为g只是对内存中对象的引用。

名字只是一个贴在盒子上的便利贴。 - 流畅的 Python。

所以当我们传递g ，仅仅传递引用对象的内存地址，而不是g本身。 因此，在以下情况下：

>>> g = (x for x in range(4))
>>> g
<generator object <genexpr> at 0x036babbc>

>>> g = (add(n, i) for i in g)

g内部生成器表达式(add(n, i) for i in g)只是将 mem-address 0x036babbc传递给表达式，并且从该表达式创建的生成器实例会记住该地址，因此即使重新声明g也不会影响已创建的生成器实例。

所以按顺序：

>>> g = (x for x in range(4))
>>> g
<generator object <genexpr> at 0x0452c22c>  # 1

>>> g = (add(10, i) for i in g)
>>> g
<generator object <genexpr> at 0x044ee178>  # 2
>>> g.gi_frame.f_locals['.0']
<generator object <genexpr> at 0x0452c22c>  # 1 stored

>>> g = (add(10, i) for i in g)
>>> g
<generator object <genexpr> at 0x03bd88c8>  # 3
>>> g.gi_frame.f_locals['.0']
<generator object <genexpr> at 0x044ee178>  # 2 stored

如您所见，每个生成器表达式都会记住最后引用的生成器实例，因此它会不断嵌套。