Python3中的yieldfrom语法详解

前言

最近在捣鼓Autobahn，它有给出个例子是基于asyncio 的，想着说放到pypy3上跑跑看竟然就……失败了。 pip install asyncio直接报invalid syntax，粗看还以为2to3处理的时 候有问题——这不能怪我，好～多package都是用2写了然后转成3的——结果发 现asyncio本来就只支持3.3+的版本，才又回头看代码，赫然发现一句 yield from；yield我知道，但是yield from是神马？

PEP-380

好吧这个标题是我google出来的，yield from的前世今生都在 这个PEP里面，总之大意是原本的yield语句只能将CPU控制权 还给直接调用者，当你想要将一个generator或者coroutine里带有 yield语句的逻辑重构到另一个generator（原文是subgenerator） 里的时候，会非常麻烦，因为外面的generator要负责为里面的 generator做消息传递；所以某人有个想法是让python把消息传递 封装起来，使其对程序猿透明，于是就有了yield from。

PEP-380规定了yield from的语义，或者说嵌套的generator应该 有的行为模式。

假设A函数中有这样一个语句

yield from B()

B()返回的是一个可迭代（iterable）的对象b，那么A()会返回一个 generator——照我们的命名规范，名字叫a——那么：

1. b迭代产生的每个值都直接传递给a的调用者。

2. 所有通过send方法发送到a的值都被直接传递给b. 如果发送的 值是None，则调用b的__next__()方法，否则调用b的send 方法。如果对b的方法调用产生StopIteration异常，a会继续 执行yield from后面的语句，而其他异常则会传播到a中，导 致a在执行yield from的时候抛出异常。

3. 如果有除GeneratorExit以外的异常被throw到a中的话，该异常 会被直接throw到b中。如果b的throw方法抛出StopIteration， a会继续执行；其他异常则会导致a也抛出异常。

4. 如果一个GeneratorExit异常被throw到a中，或者a的close 方法被调用了，并且b也有close方法的话，b的close方法也 会被调用。如果b的这个方法抛出了异常，则会导致a也抛出异常。 反之，如果b成功close掉了，a也会抛出异常，但是是特定的 GeneratorExit异常。

5. a中yield from表达式的求值结果是b迭代结束时抛出的 StopIteration异常的第一个参数。

6. b中的return 语句实际上会抛出StopIteration() 异常，所以b中return的值会成为a中yield from表达式的返回值。
   

为神马会有这么多要求？因为generator这种东西的行为在加入throw 方法之后变得非常复杂，特别是几个generator在一起的情况，需要 类似进程管理的元语对其进行操作。上面的所有要求都是为了统一 generator原本就复杂的行为，自然简单不下来啦。

我承认我一下没看明白PEP的作者到底想说什么，于是动手“重构” 一遍大概会有点帮助。

一个没用的例子

说没用是因为你大概不会真的想把程序写成这样，但是……反正能说明 问题就够了。

设想有这样一个generator函数：

def inner():
 coef = 1
 total = 0
 while True:
 try:
  input_val = yield total
  total = total + coef * input_val
 except SwitchSign:
  coef = -(coef)
 except BreakOut:
  return total

这个函数生成的generator将从send方法接收到的值累加到局部 变量total中，并且在收到BreakOut异常时停止迭代；至于另外 一个SwitchSign异常应该不难理解，这里就不剧透了。

从代码上看，由inner()函数得到的generator通过send接收用于 运算的数据，同时通过throw方法接受外部代码的控制以执行不同 的代码分支，目前为止都很清晰。

接下来因为需求有变动，我们需要在inner()这段代码的前后分别加 入初始化和清理现场的代码。鉴于我认为“没坏的代码就不要动”，我 决定让inner()维持现状，然后再写一个outer() ，把添加的代码放在 outer()里，并提供与inner()一样的操作接口。由于inner()利用了 generator的若干特性，所以outer()也必须做到这五件事情：

1. outer()必须生成一个generator；

2. 在每一步的迭代中，outer()要帮助inner()返回迭代值；

3. 在每一步的迭代中，outer()要帮助inner()接收外部发送的数据；

4. 在每一步的迭代中，outer()要处理inner()接收和抛出所有异常；

5. 在outer()被close的时候，inner()也要被正确地close掉。
   

根据上面的要求，在只有yield的世界里，outer()可能是长这样的：

def outer1():
 print("Before inner(), I do this.")
 i_gen = inner()
 input_val = None
 ret_val = i_gen.send(input_val)
 while True:
 try:
  input_val = yield ret_val
  ret_val = i_gen.send(input_val)
 except StopIteration:
  break
 except Exception as err:
  try:
  ret_val = i_gen.throw(err)
  except StopIteration:
  break
 print("After inner(), I do that.")

WTF，这段代码比inner()本身还要长，而且还没处理close操作。

现在我们来试试外星科技：

def outer2():
 print("Before inner(), I do this.")
 yield from inner()
 print("After inner(), I do that.")

除了完全符合上面的要求外，这四行代码打印出来的时候还能省点纸。

我们可以在outer1()和outer2()上分别测试 数据 以及 异常 的传递，不难发现这两个generator的行为基本上是一致的。既然如此， 外星科技当然在大多数情况下是首选。

对generator和coroutine的疑问

从以前接触到Python下的coroutine就觉得它怪怪的，我能看清它们的 行为模式，但是并不明白为什么要使用这种模式，generator和 coroutine具有一样的对外接口，是generator造就了coroutine呢，还 是coroutine造就了generator？最让我百思不得其解的是，Python下 的coroutine将“消息传递”和“调度”这两种操作绑在一个yield 上——即便有了yield from，这个状况还是没变过——我看不出这样做 的必要性。如果一开始就从语法层面将这两种语义分开，并且为 generator和coroutine分别设计一套接口，coroutine的概念大概也会 容易理解一些。

更多Python 3中的yield from语法详解相关文章请关注PHP中文网！