Python generator send()方法异常输出的运行机制咨询

问题复现 #

初始版本的3的倍数生成器运行正常，代码如下：

def MultipleOfThree():
    num  = 1
    while True:
        if num % 3 == 0:
           yield num
        num += 1

#test
iter = MultipleOfThree()

for m3 in iter:    
    print(m3)

运行后会按顺序输出3、6、9、12、15……所有3的正整数倍。
添加send逻辑修改代码后，输出出现跳数，仅输出3、9、15、21、27，间隔为6，跳过了6、12、18等本该输出的数值，修改后代码如下：

def MultipleOfThree():
    num  = 1

    while True:
        if num % 3 == 0:
            i = yield num   
            if i is not None:
                num = i
        num += 1

#test
iter = MultipleOfThree()

for m3 in iter:    
    print(m3)
    iter.send(m3) #for simplicity send the m3 itself

核心运行规则 #

出现这个问题的本质是没搞懂生成器的两个基础运行逻辑：

• 所有触发生成器运行的操作（包括for循环隐式调用next()、手动调用next()、调用send()），都会让生成器从当前暂停的yield位置继续向下执行，直到碰到下一个yield才会暂停，同时把yield关键字后面的值作为本次调用的返回值传出。
• send(x)的作用等价于「给当前暂停位置的yield表达式传返回值x」+「执行一次next()让生成器继续跑到下一个yield点」，也就是说 调用一次send，就会消耗掉生成器的一个yield输出。

逐行执行流程拆解 #

顺着代码跑一遍流程就能看到跳数的原因：

1. 初始化生成器iter = MultipleOfThree()时，生成器停在函数入口，还没执行任何代码。
2. for循环第一次隐式调用next(iter)启动生成器：num从1开始自增，直到num=3时触发i = yield num，把3传出给for循环，生成器暂停在这行，for循环拿到3赋值给m3，打印3。
3. 接下来执行iter.send(3)：
   • 首先把传入的3赋值给当前暂停位置的变量i，因为i不是None，执行num = i把num设为3；
   • 继续向下执行num += 1，num变成4；
   • 回到while循环继续自增，直到num=6时再次碰到i = yield num，把6传出——这个6是send()调用的返回值，你没有接收也没有打印，直接被丢弃了，生成器暂停在返回6的yield位置。
4. for循环进入下一轮，隐式调用next(iter)：
   • 生成器从返回6的yield位置继续跑，因为是next()调用，没有传入值，所以当前yield表达式的返回值i为None，不触发num赋值逻辑；
   • 向下执行num +=1，num从6变成7，继续自增直到num=9时碰到yield，把9传出给for循环，打印9。
5. 之后重复步骤3-4的逻辑：send(9)会让生成器跑到num=12时返回12并丢弃，下一轮for循环的next会跑到num=15打印，最终就出现了间隔6输出的现象。

验证与修正 #

你可以把send的返回值打印出来，就能看到被跳过的数值：

iter = MultipleOfThree()
for m3 in iter:    
    print("for循环打印值：", m3)
    skip_val = iter.send(m3)
    print("send调用返回的被跳过值：", skip_val)
    if m3 > 30:
        break

运行后就能看到完整的3的倍数序列，只是一半被for循环拿到，一半被send调用拿到。
如果要正常迭代同时使用send，不要用for循环隐式迭代，手动控制生成器运行即可，注意 刚初始化的生成器必须先调用一次next()启动到第一个yield位置，才能传入非None的send值，否则会抛出类型错误：

iter = MultipleOfThree()
current = next(iter)
print(current)
while current < 30:
    current = iter.send(current)
    print(current)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tanzer