[Python]生成器和yield关键字

生成器和yield关键字

1.生成器介绍:

概述:
​ 它指的是 generator, 类似于以前学过的: 列表推导式, 集合推导式, 字典推导式…
作用:
​ 降低资源消耗, 快速(批量)生成数据.
实现方式:

​ 1.推导式写法.

my_generator = (i for i in range(5))

​ 2.yield写法.

def get_generator():
    for i in range(1, 6):
        yield i     # yield会记录每个生成的数据, 然后逐个的放到生成器对象中, 最终返回生成器对象.

问题: 如何从生成器对象中获取数据?
​ 答案:

​ 1.for循环遍历

​ 2.next()函数, 逐个获取.

# 案例1: 回顾之前的列表推导式, 集合推导式.
# 需求: 生成 1 ~ 5 的数据.
my_list = [i for i in range(1, 6)]
print(my_list, type(my_list))   # [1, 2, 3, 4, 5] 

my_set = {i for i in range(1, 6)}
print(my_set, type(my_set))     # {1, 2, 3, 4, 5} 

# 案例2: 演示 生成器写法1, 推导式写法
# 尝试写一下, "元组"推导式, 发现打印的结果不是元组, 而是对象, 因为这种写法叫: 生成器.
my_tuple = (i for i in range(1, 6))

print(my_tuple)             #  at 0x0000024C90F056D0>    生成器对象
print(type(my_tuple))       #        生成器类型
print('-' * 31)

# 案例3: 如何从生成器对象中获取数据呢?
# 1. 定义生成器, 获取 1 ~ 5的数字.
my_generator = (i for i in range(1, 6))

# 2. 从生成器中获取数据.
# 格式1: for循环遍历
for i in my_generator:
    print(i)

# 格式2: next()函数, 逐个获取.
print(next(my_generator))       # 1
print(next(my_generator))       # 2

2.yield关键字

# 案例: 演示 yield关键字方式, 获取生成器.

# 需求: 自定义 get_generator()函数, 获取 包括: 1 ~ 5之间的整数 生成器.
# 1. 定义函数.
def get_generator():
    """
    用于演示 yield关键字的用法
    :return: 生成器对象.
    """
    # 思路1: 自定义列表, 添加指定元素, 并返回.
    # my_list = []
    # for i in range(1, 6):
    #     my_list.append(i)
    # return my_list

    # 思路2: yield写法, 即: 如下的代码, 效果同上.
    for i in range(1, 6):
        yield i     # yield会记录每个生成的数据, 然后逐个的放到生成器对象中, 最终返回生成器对象.


# 在main中测试.
if __name__ == '__main__':
    # 2. 调用函数, 获取生成器对象.
    my_generator = get_generator()

    # 3. 从生成器中获取每个元素.
    print(next(my_generator))   # 1
    print(next(my_generator))   # 2

    print('-' * 31)

    # 4. 遍历, 获取每个元素.
    for i in my_generator:
        print(i)

3.生成批次的数据

案例: 用生成器生成批次数据, 在模型训练中, 数据都是分批次来 "喂" 的.

需求: 读取项目下的  jaychou_lyrics.txt文件(其中有5000多条 歌词数据), 按照8个 / 批次, 获取生成器, 并从中获取数据.
"""
import math

# 需求1: 铺垫知识,  math.ceil(数字):  获取指定数字的天花板数(向上取整), 即: 比这个数字大的所有整数中, 最小的哪个整数.
# print(math.ceil(5.1))       # 6
# print(math.ceil(5.6))       # 6
# print(math.ceil(5.0))       # 5

# 需求2: 获取生成器对象, 从文件中读数据数据, n条 / 批次
# 1. 定义函数 dataset_loader(batch_size), 表示: 数据生成器, 按照 batch_size条 分批.
def dataset_loader(batch_size):     # 假设: batch_size = 8
    """
    该函数用于获取生成器对象, 每条数据都是一批次的数据. 即: 生成器(8条, 8条, 8条...)
    :param batch_size: 每批次有多少条数据
    :return: 返回生成器对象.
    """
    # 1.1 读取文件, 获取到每条(每行)数据.
    with open("./jaychou_lyrics.txt", 'r', encoding='utf-8') as f:
        # 一次读取所有行, 每行封装成字符串, 整体放到列表中.
        data_lines = f.readlines()      # 结果: [第一行, 第二行, 第三行...]

    # 1.2 根据上述的数据, 计算出: 数据的总条数(总行数), 假设: 100行(条)
    line_count = len(data_lines)

    # 1.3 基于上述的总条数 和 batch_size(每批次的条数), 获取: 批次总数(即: 总共多少批)
    batch_count = math.ceil(line_count / batch_size)        # 例如: math.ceil(100 / 8) = 13

    # 1.4 具体的获取每批次数据的动作, 用 yield包裹, 放到生成器中, 并最终返回生成器(对象)即可.
    for i in range(batch_count):        # batch_count的值: 13,  i的值: 0, 1, 2, 3, 4, 5, .... 12
        # 1.5 yield会记录每批次数据, 封装到生成器中, 并返回(生成器对象)
        """
            推理过程:
                i = 0, 代表第1批次数据, 想要 第 1 条   ~~~~  第 8 条数据,    即:  data_lines[0:8]      
                i = 1, 代表第2批次数据, 想要 第 9 条   ~~~~  第 16 条数据,   即:  data_lines[8:16]      
                i = 2, 代表第3批次数据, 想要 第 17 条   ~~~~  第 24 条数据,  即:  data_lines[16:24]
                ......      
        """
        yield data_lines[i * batch_size: i * batch_size + batch_size]

# 在main中, 测试调用
if __name__ == '__main__':
    # 2. 获取生成器对象.
    my_generator = dataset_loader(13)

    # 3. 从生成器中获取第 1 批数据.
    # print(next(my_generator))
    # # 从第一批次中, 获取具体的每一条数据.
    # for line in next(my_generator):
    #     print(line, end='')
    #
    # print('-' * 31)
    #
    # # 从第二批次中, 获取具体的每一条数据.
    # for line in next(my_generator):
    #     print(line, end='')
    # print('-' * 31)


    # 4. 查看具体的每一批数据.
    for batch_data in my_generator:
        print(batch_data)

文件:jaychou_lyrics.txt