任何包含 yield 语句的函数都会返回一个生成器对象
这是对的。包含 a 的函数的返回值yield
是一个生成器对象。生成器对象是一个迭代器,其中每次迭代都返回一个yield
从支持生成器的代码编辑的值。
生成器对象是包含状态的堆栈
生成器对象包含指向当前执行帧的指针,以及用于维护生成器状态的一大堆其他内容。执行框架包含生成器中代码的调用堆栈。
每次我调用 .next 方法时,Python 都会提取函数的状态,当它找到另一个 yield 语句时,它会再次绑定状态并删除先前的状态
有点。当您调用时next(gen_object)
,Python会评估当前的执行帧:
gen_send_ex(PyGenObject *gen, PyObject *arg, int exc) { // This is called when you call next(gen_object)
PyFrameObject *f = gen->gi_frame;
...
gen->gi_running = 1;
result = PyEval_EvalFrameEx(f, exc); // This evaluates the current frame
gen->gi_running = 0;
PyEval_EvalFrame
是用于解释 Python 字节码的最高级别函数:
PyObject* PyEval_EvalFrameEx(PyFrameObject *f, int throwflag)
这是 Python 解释的主要、朴素的功能。它实际上是 2000 行长。执行与执行帧 f 关联的代码对象,根据需要解释字节码并执行调用。附加的 throwflag 参数大多可以忽略 - 如果为 true,则立即引发异常;this 用于生成器对象的 throw() 方法。
它知道当它yield
评估字节码时,它应该将产生的值返回给调用者:
TARGET(YIELD_VALUE) {
retval = POP();
f->f_stacktop = stack_pointer;
why = WHY_YIELD;
goto fast_yield;
}
当您让出时,帧的值堆栈的当前值被保持(通过f->f_stacktop = stack_pointer
),以便我们可以在next
再次调用时从中断的地方继续。所有非生成器函数在完成评估后设置f_stacktop
为。NULL
因此,当您next
再次调用生成器对象时,PyEval_ExvalFrameEx
会再次调用,使用与以前相同的帧指针。指针的状态将与前一次产生时完全相同,因此将从该点继续执行。本质上,框架的当前状态是“冻结的”。这在引入生成器的 PEP 中有所描述:
如果遇到 yield 语句,函数的状态将被冻结,并将值 [yielded] 返回给 .next() 的调用者。“冻结”是指保留所有局部状态,包括局部变量的当前绑定、指令指针和内部评估堆栈:保存了足够的信息,以便下次调用 .next() 时,函数可以就像 yield 语句只是另一个外部调用一样。
以下是生成器对象维护的大部分状态(直接取自其头文件):
typedef struct {
PyObject_HEAD
/* The gi_ prefix is intended to remind of generator-iterator. */
/* Note: gi_frame can be NULL if the generator is "finished" */
struct _frame *gi_frame;
/* True if generator is being executed. */
char gi_running;
/* The code object backing the generator */
PyObject *gi_code;
/* List of weak reference. */
PyObject *gi_weakreflist;
/* Name of the generator. */
PyObject *gi_name;
/* Qualified name of the generator. */
PyObject *gi_qualname;
} PyGenObject;
gi_frame
是指向当前执行帧的指针。
请注意,所有这些都是特定于 CPython 实现的。PyPy/Jython/等。很可能以完全不同的方式实现生成器。我鼓励您通读生成器对象的源代码,以了解有关 CPython 实现的更多信息。