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淺入理解 PHP 中的 Generator

wujl596 / 1246人閱讀

摘要：在中，我們都知道，有一個函數(shù)叫做，用來生成一個等差數(shù)列的數(shù)組，然后我們可以用這個數(shù)組進(jìn)行的迭代。這一段代碼就會輸出首項(xiàng)為，末項(xiàng)為，公差為的等差數(shù)列。它的執(zhí)行順序是這樣的。

何為 Generator

從 PHP 5.5 開始，PHP 加入了一個新的特性，那就是 Generator，中文譯為生成器。生成器可以簡單地用來實(shí)現(xiàn)對象的迭代，讓我們先從官方的一個小例子說起。

xrange

在 PHP 中，我們都知道，有一個函數(shù)叫做 range，用來生成一個等差數(shù)列的數(shù)組，然后我們可以用這個數(shù)組進(jìn)行 foreach 的迭代。具體就想這樣。

foreach (range(1, 100, 2) as $num) {
    echo $num . PHP_EOL;
}

這一段代碼就會輸出首項(xiàng)為 1，末項(xiàng)為 100，公差為 2 的等差數(shù)列。它的執(zhí)行順序是這樣的。首先，range(1, 100, 2) 會生成一個數(shù)組，里面存了上面那樣的一個等差數(shù)列，之后在 foreach 中對這個數(shù)組進(jìn)行迭代。

那么，這樣就會出現(xiàn)一個問題，如果我要生成 100 萬個數(shù)字呢？那我們就要占用上百兆內(nèi)存。雖然現(xiàn)在內(nèi)存很便宜，但是我們也不能這么浪費(fèi)內(nèi)存嘛。那么這時，我們的生成器就可以排上用場了。考慮下面的代碼。

function xrange($start, $limit, $step = 1) {
    while ($start <= $limit) {
        yield $start;
        $start += $step;
    }
}

foreach (xrange(1, 100, 2) as $num) {
    echo $num . PHP_EOL;
}

這段代碼所的出來的結(jié)果，和前面的那段代碼一模一樣，但是，它內(nèi)部的原理是天翻地覆了。

我們剛才說了，前面的代碼，range 會生成一個數(shù)組，然后 foreach 來迭代這個數(shù)組，從而取出某一個值。但是這段代碼呢，我們重新定義了一個 xrange 函數(shù)，在函數(shù)中，我們用了一個關(guān)鍵字 yield。我們都知道定義一個函數(shù)，希望它返回一個值得時候，用 return 來返回。那么這個 yield 呢，也可以返回一個值，但是，它和 return 是截然不同的。

使用 yield 關(guān)鍵字，可以讓函數(shù)在運(yùn)行的時候，中斷，同時會保存整個函數(shù)的上下文，返回一個 Generator 類型的對象。在執(zhí)行對象的 next 方法時，會重新加載中斷時的上下文，繼續(xù)運(yùn)行，直到出現(xiàn)下一個 yield 為止，如果后面沒有再出現(xiàn) yield，那么就認(rèn)為整個生成器結(jié)束了。

這樣，我們上面的函數(shù)調(diào)用可以等價地寫成這樣。

$nums = xrange(1, 100, 2);
while ($nums->valid()) {
    echo $nums->current() . "
";
    $nums->next();
}

在這里，$num 是一個 Generator 的對象。我們在這里看到三個方法，valid、current 和 next。當(dāng)我們函數(shù)執(zhí)行完了，后面沒有 yield 中斷了，那么我們在 xrange 函數(shù)就執(zhí)行完了，那么 valid 方法就會變成 false。而 current 呢，會返回當(dāng)前 yield 后面的值，這是，生成器的函數(shù)會中斷。那么在調(diào)用 next 方法之后，函數(shù)會繼續(xù)執(zhí)行，直到下一個 yield 出現(xiàn)，或者函數(shù)結(jié)束。

好了，到這里，我們看到了通過 yield 來“生成”一個值并返回。其實(shí)，yield 其實(shí)也可以這么寫 $ret = yield;。同返回值一樣，這里是將一個值在繼續(xù)執(zhí)行函數(shù)的時候，傳值進(jìn)函數(shù)，可以通過 Generator::send($value) 來使用。例如。

function sum()
{
    $ret = yield;
    echo $ret . PHP_EOL;
}

$sum = sum();
$sum->send("I am from outside.");

這樣，程序就會打印出 send 方法傳進(jìn)去的字符串了。在 yield 的兩邊可以同時有調(diào)用。

function xrange($start, $limit, $step = 1) {
    while ($start <= $limit) {
        $ret = yield $start;
        $start += $step;
        echo $ret . PHP_EOL;
    }
}

$nums = xrange(1, 100, 2);
while ($nums->valid()) {
    echo $nums->current() . "
";
    $nums->send($nums->current() + 1);
}

而像這樣的使用，send() 可以返回下一個 yield 的返回。

其它的 Generator 方法 Generator::key()

對于 yield，我們可以這樣使用 yield $id => $value，這是，我們可以通過 key 方法來獲取 $id，而 current 方法返回的是 $value。

Generator::rewind()

這個方法，可以幫我們讓生成器重新開始執(zhí)行并保存上下文，同時呢，會返回第一個 yield 返回的內(nèi)容。在第一次執(zhí)行 send 方法的時候，rewind 會被隱式調(diào)用。

Generator::throw()

這個方法，向生成器中，拋送一個異常。

后記

yield 作為 PHP 5.5 的新特性，讓我們用了新的方法來高效地迭代數(shù)據(jù)。同時，我們還可以使用 yield 來實(shí)現(xiàn)協(xié)程。

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