Python 编写生成器函数|极客教程

Python 编写生成器函数，可以将许多函数简洁地写成生成器表达式的形式，比如之前讲过的映射和过滤。另外，也可以用Python内置的高阶函数（例如map()或者filter()）或者生成器函数实现这些函数。编写代码时，如果生成器函数中包含多条语句，要留意代码实现是否偏离了函数式编程的指导原则：对无状态的函数求值。

使用Python进行函数式编程，就像在刀锋上行走：一边是纯函数式编程，一边是命令式编程。我们需要仔细地辨别出那些无法通过纯粹的函数式编程实现的部分，使用命令式Python完成它，并把这些部分与其他函数式部分的代码隔离开。

代码逻辑必须使用Python语句实现时，就只能用生成器函数。下面罗列了一些不能使用生成器表达式的场景。

使用with语句处理外部资源时。
循环条件比较灵活，不能用for语句，而需要用while语句时。
循环中，由于满足特定条件，需要使用break语句或者return语句提前结束循环时。
使用try-except结构处理异常时。
包含内部函数定义时。
复杂的if-elif分支语句。当需要处理的分支多于一种，无法用if-else表达时，分支语句会变得相对复杂。
以及那些不常用的Python语句，包括for-else、while-else、try-else和try-else-finally等，也都无法在生成器表达式中使用。

通常使用break语句提前结束集合处理过程。当遍历时遇到的元素满足指定的要求，就可以结束整个处理过程了，这类似于检测集合中是否存在拥有某种属性元素的any()函数。还有一种情况是在处理完指定数量的元素（不是所有元素）后退出。

可以将寻找集合中的特定值简洁地表达为min(some-big-expression)或者max(something big)。在这种情况下，必须检查集合中的所有元素，确保选出的是最大值或者最小值。

少数情况下，需要实现一个first(function, collection)函数，只要找到第一个值就够了。为了避免不必要的计算，遍历结束得越早越好。

下面是该函数的一种实现：

def first(predicate: Callable, collection: Iterable) -> Any:
    for x in collection:
        if predicate(x): return x

遍历集合，对集合中的每个元素应用指定的谓词函数。如果谓词函数判断结果为True，则返回对应的元素；如果集合遍历完毕，则返回默认的None值。

可以从PyPI上下载该函数的一个版本，first模块基本上是对上面的思想的实现与扩展，更多细节可参考https://pypi.python.org/pypi/first。

判断一个数是否为质数时就可以用这里的first函数，示例如下：

import math
def isprimeh(x: int) -> bool:
    if x == 2: return True
    if x % 2 == 0: return False
    factor = first(
        lambda n: x % n == 0,
        range(3, int(math.sqrt(x) + .5) + 1, 2))
    return factor is None

该函数处理了一些特殊情况，包括2是质数，而其他偶数都不是质数，然后用上面定义的first()函数寻找指定集合中的第一个因子。

first()函数返回第一个因子。在这个场景中，这个数具体是什么并不重要，存在与否才重要。当因子不存在时，isprimeh()函数返回True。

可以使用同样的方法处理数据异常。处理无效数据的map()函数如下：

def map_not_none(func: Callable, source: Iterable) -> Iterator:
    for x in source:
        try:
            yield func(x)
        except Exception as e:
            pass # For help debugging, use print(e)

该函数遍历可迭代对象中的每个元素，并将函数应用于元素。如果没有异常，则返回处理结果；如果发现了异常，则舍弃该异常元素。

处理包含无效值或者缺失值的数据时，这种方法很方便，无须创建复杂的过滤器筛选异常值，只要在处理过程中舍弃无效的输入值即可。

可以对包含无效值的输入数据执行映射，如下所示：