파이썬 제네레이터에 대해서 알아보자

제네레이터

제네레이터의 정의

• iterator를 생성해주는 함수, 함수안에 yield 키워드를 사용한다.

yield가 뭐야!

• 함수 안에서 yield를 사용하면 함수는 제너레이터가 되며 yield에는 값(변수)을 지정한다.

• generator 함수가 실행 중 yield 를 만날 경우, 해당 함수는 그 상태로 정지 되며, 반환 값을 next() 를 호출한 쪽으로 전달 하게 된다. 이후 해당 함수는 일반적인 경우 처럼 종료되는 것이 아니라 그 상태로 유지되게 된다.
  출처

yield값을 받는 예시

def generator_send():
    received_value = 0

    while True:

        received_value = yield
        print("received_value = ",end=""), print(received_value)
        yield received_value * 2

설명: yield값을 받으면 출력하고 받은 값에 제곱을 해서 반환한다.

gen = generator_send()
next(gen)

gen에 generator_send()함수를 담아서 next()함수에 인자를 준다.
이렇게 되면 received_value에서 값을 받기전까지 멈춰있다.

print(gen.send(2))	

>>>received_value = 2
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값을 주면 received_value를 출력하고 received_value에 제곱을 한 값을 반환한다. 그리고 다시 yield값을 받기전까지 실행하고 기다린다.

next(gen)
print(gen.send(3))

>>>received_value = 3
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똑같이 반복 한다.

하지만!

next(gen)
next(gen)

>>>TypeError: unsupported operand type(s) for *: 'NoneType' and 'int'

next()함수를 호출하고 값을 안주고 또 next()를 호출하면 반환값이 없어서 오류가 난다.

즉 yield는 함수의 흐름을 제어할 수 있다.

Lazy Evaluation

정의

컴퓨터 프로그래밍에서 느긋한 계산법(Lazy evaluation)은 계산의 결과값이 필요할 때까지 계산을 늦추는 기법이다. 두 가지 관련된 항목들이 있는데 지연 계산법과 최소 계산법이다.

느긋하게 계산하면 필요없는 계산을 하지 않으므로 실행을 더 빠르게 할 수 있고, 복합 수식을 계산할 때 오류 상태를 피할 수 있고, 무한 자료 구조를 쓸 수 있고, 미리 정의된 것을 이용하지 않고 보통 함수로 제어 구조를 정의할 수 있다.
출처

위에는 위키백과에서 내린 정의이고
lazy evaluation을 이해하기 위해서 리스트 표현식과 제네레이터 표현식과 비교하면서 알아보자

제너레이터 표현식(generator expression)

• 제너레이터 표현식은 Lazy evaluation을 위해서 사용될 수 있다.
• 리스트표현식과 같이 만드는데 [] 대신 ()를 사용한다.

제네레이터 표현식을 잘 사용한 예시를 보자

import time

def print_iter(iter):
    for element in iter:
        print(element)

def lazy_return(num):
    print("sleep 1s")
    time.sleep(1)
    return num

print("comprehension_list=")
comprehension_list = [ lazy_return(i) for i in L ]
print("comprehension_list_print")
print_iter(comprehension_list)

print("generator_exp=")
generator_exp = ( lazy_return(i) for i in L )
print("generators_exp_print")
print_iter(generator_exp)

comprehension_list는 리스트 표현식으로 lazy return을 생성하고
generator_exp는 제네레이터 표현식으로 lazy return을 생성한다.

그렇게 생성된 이터레이블 객체요소하나씩 출력하는print_iter()함수에 집어 넣는다.

자 이제 실행해 보자!

comprehension_list=
sleep 1s
sleep 1s
sleep 1s
comprehension_list_print
1
2
3
generator_exp=
generators_exp_print
sleep 1s
1
sleep 1s
2
sleep 1s
3

소름이 돋는다!!

리스트 표현식으로 실행하면

comprehension_list=
sleep 1s
sleep 1s
sleep 1s
comprehension_list_print
1
2
3

이렇게 리스트에 요소를 전부 생성해서 집어 넣었다는걸 알 수 있다.
반면 제네레이터 표현식을 보면

generator_exp=
generators_exp_print
sleep 1s
1
sleep 1s
2
sleep 1s
3

generator_exp=밑에 아무것도 없는걸 보니 아예 함수를 실행하지도 않았다.
generators_exp_print는 print_iter함수가 실행되고 나서 나오는 것이므로 제네레이터 표현식으로 한 녀석은 요소를 쓰기전까지는 함수를 실행하지 않았다.

Lazy Evaluation의 장점

• 위 예제와 작동방식에서 보았듯이 Lazy Evaluation은 필요할 때 가아니면 메모리에 적재를 하지 않는다. 그러므로 메모리 낭비를(리소스 낭비)를 방지할 수 있다.