Python Generators 101

Python เป็นภาษาโปรแกรมอเนกประสงค์ที่ให้การเข้ารหัสที่มีประสิทธิภาพและประสิทธิผลพร้อมคุณสมบัติต่างๆ รวมถึง Python Generators ตัวสร้างใน Python เป็นฟังก์ชันที่สร้างลำดับของผลลัพธ์แทนที่จะเป็นค่าเดียว ลำดับของค่านี้สร้างขึ้นอย่างเกียจคร้าน
ซึ่งหมายความว่าค่าถัดไปจะถูกสร้างขึ้นเมื่อจำเป็นเท่านั้น และค่าก่อนหน้าจะถูกละทิ้ง ทำให้หน่วยความจำมีประสิทธิภาพ ในบล็อกนี้ เราจะสำรวจแนวคิดของตัวสร้างโดยละเอียด วิธีการสร้าง และวิธีใช้งานในโปรแกรม Python

Python Generators คืออะไร?
ตัวสร้าง Python สามารถวนซ้ำได้ ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้เป็นลูปได้ ตัวสร้างถูกสร้างขึ้นโดยใช้ฟังก์ชันที่มีคำสั่ง return แทนคำสั่ง return เมื่อเราเรียกใช้ฟังก์ชันตัวสร้าง มันจะส่งคืนออบเจกต์ตัววนซ้ำ ซึ่งสามารถใช้วนซ้ำในลำดับของค่าที่สร้างโดยตัวสร้าง ใบแจ้งยอดสร้างค่าลำดับแต่ละค่า และฟังก์ชันตัวสร้างจะหยุดชั่วคราวจนกว่าจะมีการร้องขอค่าถัดไป

การสร้าง Generator ใน Python

การสร้างตัวสร้างใน Python นั้นง่ายมาก สิ่งที่คุณต้องทำคือกำหนดฟังก์ชันที่มีyieldคำสั่ง มาสร้างตัวสร้างอย่างง่ายที่สร้างลำดับของตัวเลขกัน

def number_sequence(n): 
  i = 0
  while i < n: 
    yield i 
    i += 1

for i in number_sequence(5): 
  print(i)

0 1 2 3 4

การทำงานของ Generator ใน Python

เมื่อฟังก์ชันตัวสร้างถูกเรียกใช้ มันจะส่งคืนอ็อบเจกต์ตัววนซ้ำ ซึ่งสามารถใช้วนซ้ำตามลำดับของค่าที่สร้างโดยตัวสร้าง คำyieldสั่งใช้เพื่อสร้างแต่ละค่าของลำดับ และฟังก์ชันตัวสร้างจะหยุดชั่วคราวจนกว่าจะมีการร้องขอค่าถัดไป ลองดูวิธีการทำงาน

def number_sequence(n):
    i = 0
    while i < n:
        yield i
        i += 1

seq = number_sequence(5)
print(next(seq)) # prints 0
print(next(seq)) # prints 1
print(next(seq)) # prints 2
print(next(seq)) # prints 3
print(next(seq)) # prints 4
Output:
0
1
2
3
4

ตัวอย่างของ Python Generators

ตอนนี้เราเข้าใจแล้วว่าตัวสร้างคืออะไรและข้อดีของมัน เรามาดูตัวอย่างตัวสร้าง Python กัน

1. ตัวสร้างลำดับฟีโบนัชชี:

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

def file_reader(filename):
    with open(filename, 'r') as file:
        for line in file:
            yield line

3. เครื่องกำเนิดเคาน์เตอร์:

def counter(start=0, step=1):
    n = start
    while True:
        yield n
        n += step

ข้อดีของการใช้ Python Generators

ข้อดีของการใช้ Python Generators มีข้อดีหลายประการเหนือวิธีอื่นๆ ในการสร้างลำดับของค่า

1. หน่วยความจำที่มีประสิทธิภาพ:เครื่องกำเนิดเป็นหน่วยความจำที่มีประสิทธิภาพเนื่องจากสร้างค่าได้ทันทีแทนที่จะสร้างและเก็บไว้ในหน่วยความจำ
2. การคำนวณที่มีประสิทธิภาพ:เครื่องกำเนิดยังมีประสิทธิภาพในการคำนวณเนื่องจากสร้างเฉพาะค่าที่จำเป็นเท่านั้น สิ่งนี้ทำให้รวดเร็วและมีประสิทธิภาพมากกว่าวิธีอื่นในการสร้างลำดับ
3. ลำดับที่ไม่มีที่สิ้นสุด:ตัวสร้างยังสามารถสร้างลำดับของค่าที่ไม่สิ้นสุด ซึ่งเป็นไปไม่ได้ด้วยวิธีการอื่นในการสร้างลำดับ
4. การประเมินแบบขี้เกียจ:ตัวสร้างใช้การประเมินแบบขี้เกียจ ซึ่งหมายความว่าพวกเขาจะประเมินนิพจน์เมื่อจำเป็นเท่านั้น ทำให้สามารถใช้ทรัพยากรได้อย่างมีประสิทธิภาพ
5. ความสามารถในการเชื่อมโยงตัวทำซ้ำ:ตัวกำเนิดสามารถเชื่อมโยงเข้าด้วยกันเพื่อสร้างลำดับที่ซับซ้อนของค่า ทำให้มีความยืดหยุ่นในการสร้างลำดับ
6. Stateful:ตัวสร้างช่วยรักษาสถานะระหว่างการโทร ทำให้สามารถสร้างลำดับที่ซับซ้อนโดยใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อย
7. ลดรหัส Boilerplate : เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถลดรหัสสำเร็จรูปที่จำเป็นสำหรับการสร้างค่าลำดับ ทำให้อ่านและบำรุงรักษาโค้ดได้ง่ายขึ้น

ตัวสร้าง Python เป็นเครื่องมืออันทรงพลังที่สามารถสร้างลำดับของค่าได้อย่างมีประสิทธิภาพและเฉื่อยชา เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีหน่วยความจำที่มีประสิทธิภาพ มีประสิทธิภาพในการคำนวณ และใช้งานง่าย พวกเขาสามารถสร้างลำดับข้อตกลงที่ไม่สิ้นสุดและเชื่อมโยงเข้าด้วยกันเพื่อสร้างข้อตกลงที่ซับซ้อน ตัวสร้างเป็นส่วนสำคัญของภาษา Python และถูกใช้อย่างแพร่หลายในไลบรารีและเฟรมเวิร์กของ Python จำนวนมาก การใช้ตัวสร้างในโค้ดของคุณจะทำให้โค้ดของคุณอ่านง่ายขึ้นและบำรุงรักษาได้มากขึ้น ซึ่งถือว่าเป็น Pythonic