如何使用Go语言简单模拟Python的生成器

冬天是美丽的,冬天的雪花是雪白的,;冬天,是快乐的。冬天迈着轻盈的脚步向我们走来,秋天挥挥手向我们告别。冬天的雪花,它是大地妈妈最好的装饰品,是树姐姐的快乐精灵。
def demo_input_and_output():
  input = yield 'what is the input?'
  yield 'input is: %s' % input

gen = demo_input_and_output()
print(gen.next())
print(gen.send(42))

这段代码演示了 python generator 的功能。可以看到 yield 同时做了两个操作,一个是往外发数据 "waht is the input",同时做的操作是往里收数据 input。而且这个接收数据的操作是一个阻塞的操作,如果外部没有调用 next() (也就是往里传递None),或者调用send(42)(也就是往里传递42这个值),那么这个阻塞的操作就会一直等待下去。

也就是说 python 的 generator 自带了一个对外通信的 channel,用于收发消息。用 go 模拟 python 的 generator 的话写起来就是这样的

package main

import "fmt"

func demoInputAndOutput(channel chan string) {
channel <- "what is my input?"
input := <- channel
channel <- fmt.Sprintf("input is: %s", input)
}

func main() {
channel := make(chan string)
go demoInputAndOutput(channel)
fmt.Println(<- channel)
channel <- "42"
fmt.Println(<- channel)
}

这段代码和 python 版本基本上等价。隐含的 channel 在 go 版本里变成显式的了。yield 变成了 channel <- 操作,同时立马做了一个 <- channel 的阻塞读操作。这也就是 yield 的本质吧。

go 的 channel 也可以当成 iterator 被 for 循环使用:

package main

import "fmt"

func someGenerator() <-chan string {
channel := make(chan string)
go func() {
channel <- "a"
fmt.Println("after a")
channel <- "c"
fmt.Println("after c")
channel <- "b"
fmt.Println("after b")
close(channel)
}()
return channel
}

func main() {
channel := someGenerator()
for val := range channel {
fmt.Println(val)
}
}

和 python 的 yield 不同,这里的 channel <- 不等价于 yield,它会往下执行直到阻塞。效果是

after a
a
c
after c
after b
b

这和预期的顺序不一样。这里没有把 after a after c after b 都打印出来是因为 channel 默认只有一个元素的buffer,所以写入了一个就阻塞了。如果增大 buffer,那么就有效果了

make(chan string, 10)

输出变成了:

after a
after c
after b
a
c
b

可见 goroutine 就好象一个独立的线程一样自己和自己玩去了,不用等待被执行。如果要模拟 yield 就要加上显示的同步操作(从 channel 里阻塞读取信号):

package main

import "fmt"

func someGenerator() chan string {
channel := make(chan string)
go func() {
channel <- "a"
<- channel
fmt.Println("after a")
channel <- "c"
<- channel
fmt.Println("after c")
channel <- "b"
<- channel
fmt.Println("after b")
close(channel)
}()
return channel
}

func main() {
channel := someGenerator()
for val := range channel {
fmt.Println(val)
channel <- ""
}
}

输出的结果就是

a
after a
c
after c
b
after b

到这里我们可以看到,python 的 generator 就好象是 golang 的 goroutine 带了一个无buffer的channel。这样导致每次yield一个值,都会产生一次协程上下文切换。虽然协程上下文切换很廉价,但是也不是没有成本。像 goroutine 的 buffered channel 这样的设计,可以让一个 goroutine 一次性多产生一些输出再阻塞等待,而不是产生一个输出就阻塞等待一下,再产生另外一个输出。golang rocks!

以上就是如何使用Go语言简单模拟Python的生成器。一个人,只要知道付出爱与关心,她内心自然会被爱与关心充满。更多关于如何使用Go语言简单模拟Python的生成器请关注haodaima.com其它相关文章!

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