Python时间魔法：当你按下暂停键的代码世界

        想象你正在观看一部可以随时暂停的科幻电影：

def time_machine():
    yield "回到1920年"
    yield "穿越到2050年"
    yield "抵达恐龙时代"

traveler = time_machine()
print(next(traveler))  # 回到1920年
print(next(traveler))  # 穿越到2050年

        这不是普通的函数，而是一台可以随时暂停的时间机器。今天我们将揭开Python最迷人的特性——生成器与协程的神秘面纱。

一、生成器：会呼吸的函数

        普通函数像自动售货机（投币→出货），生成器像咖啡师（边做边交流）：

# 传统函数
def make_coffee():
    return "☕"

# 生成器函数
def barista():
    yield "磨豆"
    yield "萃取"
    yield "拉花"
    yield "☕"

order = barista()
print(next(order))  # 磨豆
print(next(order))  # 萃取

        生成器三大特征：

1. 用yield替代return

2. 执行到yield时冻结现场

3. 通过__next__()唤醒执行

二、惰性求值的艺术

        对比两种实现方式处理1000万数据：

# 普通列表（立即加载）
def load_all():
    return [i**2 for i in range(10_000_000)]  # 瞬间吃掉400MB内存

# 生成器（按需生产）
def stream_data():
    for i in range(10_000_000):
        yield i**2  # 始终只占几十字节

        内存占用实测对比：

方式	内存峰值	启动速度	适用场景
列表	400MB	慢	小数据集即时处理
生成器	50KB	即时	大数据流处理

三、协程：可以对话的生成器

        用.send()方法实现双向通信：

def smart_thermostat():
    current_temp = 25
    while True:
        new_temp = yield current_temp
        if new_temp is not None:
            current_temp = new_temp

ac = smart_thermostat()
next(ac)  # 启动协程
print(ac.send(20))  # 20
print(ac.send(None))  # 保持20

        协程进化史：

1. Python 2.5: 基本协程

2. Python 3.3: yield from

3. Python 3.5: async/await

四、生成器表达式：隐形的内存杀手锏

        两种写法看似相同，实则天差地别：

# 列表推导式（立即生成）
big_list = [x*2 for x in range(10**6)]  # 占用8MB内存

# 生成器表达式（惰性计算）
gen_expr = (x*2 for x in range(10**6))  # 内存几乎为0

# 管道式处理
pipeline = (x**2 for x in gen_expr if x%3 ==0)

        性能对比测试（处理1GB数据）：

import time

# 传统方式
start = time.time()
[x**2 for x in range(10**7) if x%2 ==0]
print(f"列表耗时: {time.time()-start:.2f}s")

# 生成器方式
start = time.time()
sum(x**2 for x in range(10**7) if x%2 ==0)
print(f"生成器耗时: {time.time()-start:.2f}s")

        典型结果：

• 列表方式：3.21秒（内存爆满）

• 生成器方式：2.87秒（内存平稳）

五、实战中的时空穿梭

        大文件流式处理：

def read_giant_file(path):
    with open(path, 'r') as f:
        while chunk := f.read(4096):
            yield chunk

# 处理10GB文件只需40MB内存
for block in read_giant_file("huge.log"):
    process(block)

        无限序列生成：

def fibonacci():
    a, b = 0, 1
    while True:
        yield a
        a, b = b, a + b

# 获取前100个斐波那契数
print([x for _,x in zip(range(100), fibonacci())])

        状态机实现：

def traffic_light():
    states = ["", "", ""]
    index = 0
    while True:
        yield states[index]
        index = (index + 1) % 3
        yield states[index]
        index = (index + 1) % 3

# 交替闪烁黄灯
light = traffic_light()
print(next(light))  # 
print(next(light))  # 
print(next(light))  # 
print(next(light))  # 

        当你理解生成器的本质后，会看到Python代码中处处流淌着时间的长河。每个yield都是一个时间锚点，协程是跨越时空的对话，而async/await则是操控时间的终极咒语。