Python中的生成器、迭代器、装饰器详解

生成器

生成器是可以迭代的，但只能迭代一次，因为他们并不把所有的值都放在内存中，而是在运行时生成值。生成器是一种特殊的迭代器，使用yield语句返回值。定义一个生成器的方式是将函数中的返回语句换成yield语句。

下面是一个简单的生成器示例，生成器函数gnum()使用yield语句生成一个简单的数列：

def gnum():
    yield 1
    yield 2
    yield 3
    yield 4
    yield 5

print(list(gnum()))

输出为：

[1, 2, 3, 4, 5]

迭代器

迭代器是一个可以记住遍历位置的对象。在Python中，迭代器对象有一个__next__()方法返回序列的下一个对象，在没有后续元素时抛出StopIteration异常。
我们可以使用iter()函数将可迭代对象转换成迭代器。下面是一个简单的迭代器示例，给定一个列表，使用迭代器返回其中的元素：

lst = [1, 2, 3, 4, 5]
lst_i = iter(lst)
while True:
    try:
        print(next(lst_i))
    except StopIteration:
        break

输出为：

1
2
3
4
5

迭代器使用场景很多，比如for循环遍历序列对象，文件的读取等等。

装饰器

在 python 中，我们可以使用装饰器来改变或扩展一个函数的功能，使用方法是在函数的定义前加上@装饰器名即可。
下面是一个简单的装饰器示例，实现一个简单的函数计时器：

import time

def timer(func):
    def wrapper(*args, **kw):
        start_time = time.time()
        func(*args, **kw)
        end_time = time.time()
        print(f'{func.__name__} takes {end_time-start_time:.6f}s')
    return wrapper

@timer
def test():
    time.sleep(1)

test()

输出为：

test takes 1.001225s

这个装饰器函数将函数用函数包装起来，并将耗时打印出来。

有如上示例的带参数装饰器，还有类装饰器等更加复杂的装饰器，它们都具有提高代码可重用性和可维护性的优势，是 Python 中非常重要的概念之一。