对 StopIteration 的增强

为了方便，StopIteration 异常将获得一个 value 属性，该属性保存其第一个参数，如果没有参数则为 None。

正式语义

本节使用 Python 3 语法。

1. 语句

   RESULT = yield from EXPR
   

   语义上等同于

   _i = iter(EXPR)
   try:
       _y = next(_i)
   except StopIteration as _e:
       _r = _e.value
   else:
       while 1:
           try:
               _s = yield _y
           except GeneratorExit as _e:
               try:
                   _m = _i.close
               except AttributeError:
                   pass
               else:
                   _m()
               raise _e
           except BaseException as _e:
               _x = sys.exc_info()
               try:
                   _m = _i.throw
               except AttributeError:
                   raise _e
               else:
                   try:
                       _y = _m(*_x)
                   except StopIteration as _e:
                       _r = _e.value
                       break
           else:
               try:
                   if _s is None:
                       _y = next(_i)
                   else:
                       _y = _i.send(_s)
               except StopIteration as _e:
                   _r = _e.value
                   break
   RESULT = _r
   

2. 在生成器中，语句

   return value
   

   语义上等同于

   raise StopIteration(value)
   

   除了，和当前一样，异常不能被返回生成器中的 except 子句捕获。

3. StopIteration 异常的行为就好像它是这样定义的：

   class StopIteration(Exception):
   
       def __init__(self, *args):
           if len(args) > 0:
               self.value = args[0]
           else:
               self.value = None
           Exception.__init__(self, *args)
   

重构原则

上述语义大部分背后的原理源于对生成器代码进行重构的渴望。应该可以将包含一个或多个 yield 表达式的代码段，移动到一个单独的函数中（使用处理周围作用域中变量引用的常用技术等），并使用 yield from 表达式调用新函数。

在所有情况下，包括对 __next__()、send()、throw() 和 close() 的调用，生成的复合生成器的行为应在合理可行范围内与原始未分解的生成器相同。

对于除生成器以外的子迭代器，语义被选择为生成器情况的合理泛化。

拟议的语义在重构方面存在以下限制

• 一个捕获 GeneratorExit 但随后不重新引发它的代码块，无法在保持完全相同行为的同时被分解。
• 如果将 StopIteration 异常抛入委派生成器，则分解后的代码可能与未分解的代码行为不一致。

鉴于这些用例很少甚至不存在，不认为为了支持它们而增加额外的复杂性是值得的。

终结化

关于是否在委派生成器暂停在 yield from 处时，通过调用其 close() 方法来显式终结委派生成器也应该终结子迭代器，存在一些争论。反对这样做的论点是，如果对子迭代器的引用存在于其他地方，这将导致子迭代器过早终结。

考虑到非引用计数 Python 实现，我们决定应该执行这种显式终结，以便在所有 Python 实现中，显式关闭一个分解的生成器与关闭一个未分解的生成器具有相同的效果。

假设在大多数用例中，子迭代器不会被共享。共享子迭代器的罕见情况可以通过一个包装器来解决，该包装器会阻塞 throw() 和 close() 调用，或者通过使用 yield from 以外的方式来调用子迭代器。

作为线程的生成器

生成器能够返回值的一个动机是，将生成器用于实现轻量级线程。当以这种方式使用生成器时，希望将轻量级线程执行的计算分散到许多函数中是很合理的。人们希望能够像调用普通函数一样调用子生成器，向其传递参数并接收返回值。

使用拟议的语法，像这样的语句：

y = f(x)

其中 f 是一个普通函数，可以转换为一个委托调用：

y = yield from g(x)

其中 g 是一个生成器。可以通过将 g 视为一个可以使用 yield 语句暂停的普通函数来推断所生成代码的行为。

当以这种方式将生成器用作线程时，通常对通过 yield 传入或传出的值不感兴趣。但是，也有这种用例，其中线程被视为项目的生产者或消费者。yield from 表达式允许将线程的逻辑分散到任意数量的函数中，项目的生产或消费可以在任何子函数中发生，并且这些项目会自动路由到其最终来源或目的地，或从中路由。

关于 throw() 和 close()，可以合理地预期，如果从外部将异常抛入线程，它应该首先在线程暂停的最内层生成器中引发，并从那里向外传播；如果从外部通过调用 close() 终止线程，则活动生成器链应从最内层向外完成。

语法

所提议的特定语法被选中，因为它暗示了其含义，同时没有引入任何新关键字，并且明显地与普通的 yield 不同。

优化

当存在长链生成器时，使用专用语法可以提供优化可能性。例如，当递归遍历树结构时，可能会出现这种链。在链中向下和向上传递 __next__() 调用和 yielded 值的开销可能导致 O(n) 操作在最坏情况下变成 O(n**2)。

一种可能的策略是为生成器对象添加一个槽，以保存正在委托的生成器。当对生成器进行 __next__() 或 send() 调用时，首先检查该槽，如果它不为空，则恢复它引用的生成器。如果它引发 StopIteration，则清除该槽并恢复主生成器。

这将把委托开销减少到一系列不涉及 Python 代码执行的 C 函数调用。一种可能的增强是遍历整个生成器链并直接恢复末尾的那个，尽管那样处理 StopIteration 会更复杂。

使用 StopIteration 返回值

有多种方式可以将生成器的返回值传回。一些替代方案包括将其作为生成器-迭代器对象的属性存储，或者将其作为对子生成器的 close() 调用的值返回。然而，提议的机制具有几个吸引人的原因：

• 使用 StopIteration 异常的泛化使得其他类型的迭代器能够轻松参与协议，而无需增加额外的属性或 close() 方法。
• 它简化了实现，因为子生成器返回值可用的时间点与异常引发的时间点相同。延迟到任何更晚的时间都需要在某个地方存储返回值。

被拒绝的想法

一些想法被讨论但被否决了。

建议：应该有某种方法来阻止最初对 __next__() 的调用，或者用带有指定值的 send() 调用来代替，其目的是支持使用封装生成器，以便自动执行最初的 __next__()。

决议：超出提案范围。此类生成器不应与 yield from 一起使用。

建议：如果关闭子迭代器引发带值的 StopIteration，则将该值从对委托生成器的 close() 调用中返回。

此功能的动机是，可以通过关闭生成器来通知发送到生成器的一系列值的结束。生成器将捕获 GeneratorExit，完成其计算并返回一个结果，该结果随后将成为 close() 调用的返回值。

决议：这种 close() 和 GeneratorExit 的用法将与它们目前作为紧急退出和清理机制的作用不兼容。它将要求在关闭委托生成器时，子生成器关闭后，恢复委托生成器，而不是重新引发 GeneratorExit。但这不能接受，因为它无法确保在出于清理目的调用 close() 的情况下，委托生成器得到正确终结。

向消费者发出值结束信号最好通过其他方式解决，例如发送一个哨兵值或抛出一个生产者和消费者商定的异常。然后，消费者可以检测到哨兵或异常，并通过完成计算并正常返回来响应。这种方案在委托存在时也能正确运行。

建议：如果 close() 不返回一个值，那么如果发生带有非 None 值的 StopIteration，则引发一个异常。

决议：没有明确的理由这样做。在 Python 的其他任何地方，忽略返回值都不被视为错误。