Python 生成器和协程

Question

我正在研究各种编程语言的协程和生成器。

我想知道是否有一种更简洁的方法将两个通过生成器实现的协程组合在一起，而不是将被调用者产生的结果返回给调用者？

假设我们正在使用以下约定:除了最后一个返回 null 之外的所有 yield，而最后一个返回协程的结果。因此，例如，我们可以有一个协程调用另一个协程:

def A():
  # yield until a certain condition is met
  yield result

def B():
  # do something that may or may not yield
  x = bind(A())
  # ...
  return result

在这种情况下，我希望通过绑定(bind)(这可能是可实现的，也可能不是可实现的，这就是问题所在)协程 B 在 A 产生时产生，直到 A 返回其最终结果，然后将其分配给 x 以允许 B 继续。

我怀疑实际代码应该显式地迭代 A ，所以:

def B():
  # do something that may or may not yield
  for x in A(): ()
  # ...
  return result

这有点难看而且容易出错...

PS:它适用于语言的用户将是编写脚本(脚本 = 协程)的设计师的游戏。每个角色都有一个关联的脚本，并且有很多子脚本被主脚本调用；考虑一下，例如，run_ship 多次调用 reach_closest_enemy、fight_with_closest_enemy、flee_to_allies 等。所有这些子脚本都需要按照您上面描述的方式调用；对于开发人员来说，这不是问题，但对于设计师来说，他们需要编写的代码越少越好!

Answer 1

编辑:我建议使用 Greenlet .但如果您对纯 Python 方法感兴趣，请继续阅读。

这在 PEP 342 中得到解决，但一开始有点难以理解。我将尝试简单地解释它是如何工作的。

首先，让我总结一下我认为您真正要解决的问题。

问题

您有一个调用其他生成器函数的生成器函数的调用堆栈。您真正想要的是能够从顶部的生成器产生 yield ，并让 yield 一直传播到堆栈。

问题是 Python 不(在语言级别)支持真正的协程，只支持生成器。 (但是，它们是可以实现的。)真正的协程允许您停止整个函数调用堆栈并切换到不同的堆栈。生成器只允许你停止一个函数。如果生成器 f() 想要产生，则 yield 语句必须在 f() 中，而不是在 f() 调用的另一个函数中。

我认为您现在正在使用的解决方案是像 Simon Stelling 的回答中那样做一些事情(即让 f() 通过生成 g() 的所有结果来调用 g())。这是非常冗长和丑陋的，您正在寻找语法糖来包装该模式。请注意，这实际上会在您每次屈服时展开堆栈，然后再将其重新展开。

解决方案

有更好的方法来解决这个问题。您基本上是通过在“蹦床”系统上运行生成器来实现协程。

要完成这项工作，您需要遵循以下几种模式:1.当你想调用另一个协程时，yield它。2. yield 它不是返回一个值。

所以

def f():
    result = g()
    # …
    return return_value

成为

def f():
    result = yield g()
    # …
    yield return_value

假设你在 f() 中。蹦床系统称为 f()。当你产生一个生成器(比如 g())时，蹦床系统代表你调用 g()。然后当 g() 完成产生值时，蹦床系统重新启动 f()。这意味着您实际上并没有使用 Python 堆栈； trampoline 系统改为管理调用堆栈。

当您产生生成器以外的东西时，蹦床系统会将其视为返回值。它通过 yield 语句将该值传递回调用方生成器(使用生成器的 .send() 方法)。

评论

这种系统在异步应用程序中非常重要和有用，例如那些使用 Tornado 或 Twisted 的应用程序。您可以在整个调用堆栈被阻塞时停止它，去做其他事情，然后返回并继续执行它中断的第一个调用堆栈。

上述解决方案的缺点是，它要求您基本上将所有函数编写为生成器。最好为 Python 使用真正的协程实现 - 见下文。

备选方案

有几种 Python 协程实现，请参阅:http://en.wikipedia.org/wiki/Coroutine#Implementations_for_Python

Greenlet 是一个很好的选择。它是一个 Python 模块，它修改 CPython 解释器以通过换出调用堆栈来允许真正的协程。

Python 3.3 应该提供委托(delegate)给子生成器的语法，参见 PEP 380 .