Python 中的协程：最佳实践答案

【问题标题】：Coroutines in Python: Best PracticesPython 中的协程：最佳实践
【发布时间】：2016-03-10 03:18:56
【问题描述】：

我想知道在 Python 3 中编写协程的最佳实践是什么。我正在开发应该接受一些输入的基本方法（使用 .send() 方法），对此输入执行计算，然后产生输出。

我发现的第一种方法基本上是执行以下操作：

def coroutine(func):
  data = yield
  while 1:
    data = yield func(data)

这似乎可行，但循环中的那条线让我心烦意乱。它似乎首先产生一个函数，然后然后接受输入并在恢复之后执行分配。这对我来说完全不直观。

我正在研究的另一种方法是：

def coroutine():
  while 1:
    data = yield
    [ do stuff with data here ... ]
    yield result

这段代码对我来说更容易理解，它还让我可以将代码直接放入生成器中，而不是传入函数。但是用起来很烦。每个对生成器的实际调用（如“gen.send(2)”）都必须后跟一个“gen.send(None)”，以将生成器推进到下一个产量。

在我看来，这里的问题源于“yield”关键字被用于两个不同的事情：返回语句和输入语句。

如果可能的话，我想要一种方法，让我接受输入，对该输入进行计算，然后产生输出，而不必像第一种方法那样传递函数和使用单行，或者不必发送无关值作为在第二种方法中。我该怎么做？

请注意：实际上，我将发送多个值。所以有多余的“g.send(None)”语句的问题变得更糟了。

【问题讨论】：

在我看来，您的 both 示例都涉及传入一个函数。此外，您可能想进一步解释为什么要为此使用生成器。您的示例非常基本，以至于它们没有说明使用生成器的任何理由，而不仅仅是让调用者在循环中调用 func 本身。另外，如果第一个示例已经对您有用，您的实际问题是什么？
@BrenBarn 我编辑了问题以强调第二种方法不需要传入的函数，这正是我想要的。我的问题是：如何以第二种方法的方式使用生成函数，而不必不断发送“无”对象以推进到正确的产量声明。

标签： python generator coroutine

【解决方案1】：

您可以像在第一个示例中那样做。您只需要在循环内“处理数据”即可。这是一个例子：

def coroutine():
  data = yield
  while True:
    print("I am doing stuff with data now")
    data = data * 2
    data = yield data

你可以这样使用它：

>>> co = coroutine()
>>> next(co)
>>> co.send(1)
I am doing stuff with data now
2
>>> co.send(88)
I am doing stuff with data now
176

yield 扮演双重角色是正确的，既产生结果，又接受随后通过 send 传入的值。（同样，send 起着双重和互补的作用，因为每个 send 调用都返回生成器产生的值。）注意那里的顺序：当你有一个 yield 表达式时，它首先 em> 产生值 out，然后 yield 表达式的值变为 sent in 之后。

这可能看起来“向后”，但您可以通过循环执行它来使其“向前”，就像您基本上已经做过的那样。这个想法是你首先产生一些初始值（可能是一个毫无意义的值）。这是必要的，因为您不能在产生值之前使用send（因为没有yield 表达式来评估发送的值）。然后，每次使用 yield 时，都会给出“当前”值，同时接受用于计算“下一个”值的输入。

正如我在评论中提到的，从您的示例中不清楚您为什么要使用生成器。在许多情况下，您可以通过编写一个类来实现类似的效果，该类具有自己的传入和传出方法，并且如果您编写该类，则可以随心所欲地制作 API。如果选择使用生成器，则必须接受send 和yield 的双重输入/输出角色。如果您不喜欢这样，请不要使用生成器（或者，如果您需要它们提供的挂起功能状态，您可以使用它们，但用一个将发送与屈服分开的类来包装它们）。

【讨论】：

【解决方案2】：

为 BrenBarn 的回答添加一个重要的说明：句子“当你有一个 yield 表达式时，它首先产生值，然后 yield 表达式的值变成之后发送的任何值。”并不完全准确，仅在他给出的示例中发生，因为在循环中使用了相同的产量。实际发生的是先进行 yield 赋值（在程序暂停的 yield 处），然后继续执行到下一个 yield 并返回其结果。

当您使用 send() 方法时，它会在执行暂停的 yield 处进行赋值（但不会从该 yield 返回结果），然后继续到下一个 yield，此时将返回一个值执行将暂停。这在以下图形和示例代码中得到了演示：

此代码使用 Python 3.8 演示/确认上述操作：

def GenFunc():
    x = 'a'
    in1 = yield x
    y = 'b'
    print(f"After first yield: {in1=}, {y=}")
    in2 = yield y
    z = 'c'
    print(f"After second yield: {in1=}, {in2=}")
    in3 = yield z
    print(f"After third yield: {in1=}, {in2=}, {in3=}")

执行如下：

>>> mygen = GenFunc()
>>> next(mygen)
Out: 'a'
>>> mygen.send(25)
After first yield: in1=25, y='b'
Out: 'b'
>>> mygen.send(15)
After second yield: in1=25, in2=15
Out: 'c'
>>> mygen.send(45)
After third yield: in1=25, in2=15, in3=45
-----------------------------
StopInteration Error

下面是一个额外的例子，展示了循环中单个 yield 的相同行为：

def GenFunc(n):
    x = 0
    while True:
    n += 1
    x = yield n,x 
    x += 1
    print(n,x)
    x += 1

执行如下：

>>> mygen = GenFunc(10)
>>> next(mygen)
Out: (11, 0)
>>> mygen.send(5)
11 6
Out: (12, 7)

【讨论】：