Utilizando geradores (generators)

O Python 2.3 introduziu um novo conceito para a linguagem: o de geradores, como o abaixo:

   1 def deznumeros():
   2     print "Parte A"
   3     for i in range(10):
   4         print "Parte B (num %d)" % i
   5         yield i
   6         print "Parte C (num %d)" % i
   7     print "Parte D"

Aparentemente essa é apenas mais uma função. A diferença é a utilização de uma palavra-chave nova, yield. Essa palavra-chave, como especificado na [http://www.python.org/peps/pep-0255.html PEP 255], transforma uma simples função em uma função geradora. Para ver o que isso significa, vamos executá-la:

>>> deznumeros
<function deznumeros at 0x40207a74>
>>> variavel = deznumeros()
>>> variavel
<generator object at 0x40209cac>

Ops, à primera vista, uma função comum, mas o resultado dela é muito diferente do que o de uma função comum.

Por dentro de um objeto gerador

Sim, mas para quê serve um objeto como o que obtivemos no exemplo anterior? Vamos executar um dir() nesse objeto:

>>> dir(variavel)
['__class__', '__delattr__', '__doc__', '__getattribute__', '__hash__',
'__init__', '__iter__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__',
'__repr__', '__setattr__', '__str__', 'gi_frame', 'gi_running', 'next']

A diferença mais significativa é o método next(), que mais tarde veremos que pode ser chamado para retornar o próximo elemento da iteração. Vamos explorar tal método com mais detalhes:

>>> print variavel.next
<method-wrapper object at 0x40209b8c>
>>> print '"%s"' % variavel.next()
Parte A
Parte B (num 0)
"0"
>>> print '"%s"' % variavel.next()
Parte C (num 0)
Parte B (num 1)
"1"

Algo familiar? Sim, na mosca, estamos recebendo cada um dos objetos que demos na função. Em outras palavras, em cada next() recebemos, em ordem, um dos números do range(10). Mais interessante ainda! É como se a função desse uma pausa e continuasse quando nós quisessemos! Perceba que a Parte A foi executada apenas uma vez e que a Parte C é executada no início da próxima, e não no fim da mesma em que está contida. Vamos então continuar até o final para ver no que dá:

>>> print '"%s"' % variavel.next()
Parte C (num 8)
Parte B (num 9)
"9"

Ops, esse foi o último... E a Parte D? E a Parte C do 9?

>>> print '"%s"' % variavel.next()
Parte C (num 9)
Parte D
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
StopIteration
>>> print '"%s"' % variavel.next()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in ?
StopIteration

Nada foi perdido e, para avisar que a função terminou, a exceção StopIteration foi levantada. Essa é aquele tipo de exceção que não quer dizer que o seu programa está com algo de errado, apenas quer dizer que a iteração sobre o gerador terminou, ou seja, acabaram as palavras-chave yield.

Perguntas básicas que podem surgir na sua mente

Você tem um exemplo prático de aplicação para geradores? Se alguém mais souber mais de um exemplo pode colocar aqui também. -- OsvaldoSantanaNeto

Para um exemplo prático, procure por binary tree na [http://www.python.org/peps/pep-0255.html PEP] indicada. Lá é feita a visitação de uma árvore binária em inorder, usando generators. -- RicardoNiederberger

Existe outro método de usar geradores: criando uma classe com a função __iter__(). Assim que eu tiver tempo eu posso escrever algo sobre isso, mas se alguém quiser fazer antes... -- FelipeAlmeidaLessa

Por favor, leitor, ajude a complementar essa seção.

Mas por A e B eu só tenho disponível o Python 2.2 ...

Não criemos cânico. A maioria das versões do Python 2.2 já vem com suporte a geradores, porém escondido :p . Mas o uso é o mesmo, você só precisa fazer um...

   1 from __future__ import generators

... antes de mexer com qualquer tipo de geradores.

O que pode ser passado para um gerador?

Tudo. Desde números até módulos e outros geradores, ou seja, qualquer objeto ou coisa que possa ser transformada em objeto. Você pode usar geradores para passar classes para um programa, passar funções, passar listas de vários números em uma determinada ordem, passar pontos em um gráfico ou até passar as letras do alfabeto! O que der na telha!

Onde na função eu posso usar yield?

Digamos que em qualquer lugar que você possar colocar um return . Se é isso que você estava pensando, é possível sim:

   1 def teste (N1, N2, N3):
   2     # É claro que esse é um exemplo infeliz que eu inventei...
   3     yield N1
   4     for i in range(N2, N3):
   5         for j in range(N2, N3, N1):
   6             yield i * j
   7     if N1 > N2 > N3:
   8         yield N1 * N2 * N3
   9     if N1 + N2 + N3 < 10:
  10         yield N1 + N2 + N3
  11     if N3 <> N2:
  12         yield teste(N1, N2, N2)
  13         yield teste(N1, N3, N3)

E agora?

Bom, em duas palavras: use geradores . Bom, na verdade foram duas palavras e um smile, mas isso faz diferença? Ah, e eu esqueci de dizer, faça como o pessoal abaixo e Contribua Você Também Para Um Wiki Melhor (TM)!

Adicionei uma nova pergunta, baseado no comentário feito por você, PedroWerneck. Modifiquei aquela frase de lugar porque eu quis tentar manter uma linha de pensamento pensando naquele que ainda não conhece o conceito de geradores. Ah, também modifiquei algumas coisas óbvias (incluindo o exemplo tosco) e adicionei um link para a tal PEP 255. -- FelipeAlmeidaLessa

Felipe, tomei a liberdade de modificar algumas frases suas que estavam meio sem sentido. Tentei manter o aspecto original do artigo porque achei ele muito legal e esclarecedor. Vou procurar exemplos práticos de utilização de generators. Me recordo vagamente de ter visto um exemplo prático no Whatsnew.pdf do Python 2.3. Caso queira desfazer alguma modificação que eu fiz no texto utilize o RecentChanges da página. Lá ele guarda as mudanças feitas. -- OsvaldoSantanaNeto

Eu também tomei a liberdade de modificar e acrescentar alguns detalhes. Pessoalmente, eu não gosto de usar geradores para manter meu código o mais compatível possível com versões anteriores, mas em casos de funções que retornariam sequências grandes, é vantajoso usar, já que você só vai computar até o elemento que precisa. -- PedroWerneck

FelipeAlmeidaLessa