生成器的Python生成器

Question

這是我在面試中遇到的一個問題（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

從輸出中，我猜發生了什么是 add 函數循環了兩次，並且兩次都是 n=10？ 有人可以向我解釋一步一步會發生什么嗎？ 我感到很困惑。 非常感謝。

Answer 1

生成器表達式的“主體”不捕獲閉包中的值，因此n只是一個自由變量，其值是在計算g分配給n任何值。 （迭代的表達式是，所以g不是一個自由變量，而是當前分配給g的可迭代變量。）

也就是說，在for循環之后，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

因為g是生成器對象。

與立即計算的listcomp不同，它只是一個等待迭代的生成器實例。

>>> 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，對第一個生成器(x for x in range(4))引用不會在生成器對象內部改變。 因為g只是對內存中對象的引用。

名字只是一個貼在盒子上的便利貼。 - 流暢的 Python。

所以當我們傳遞g ，僅僅傳遞引用對象的內存地址，而不是g本身。 因此，在以下情況下：

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

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

g內部生成器表達式(add(n, i) for i in g)只是將 mem-address 0x036babbc傳遞給表達式，並且從該表達式創建的生成器實例會記住該地址，因此即使重新聲明g也不會影響已創建的生成器實例。

所以按順序：

>>> 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

如您所見，每個生成器表達式都會記住最后引用的生成器實例，因此它會不斷嵌套。