पायथन में जेनरेटर्स

जेनरेटर्स पायथन में एक शक्तिशाली फीचर हैं (PEP 255 से) जो मेमोरी-कुशल इटरेशन सक्षम करते हैं।

जेनरेटर क्या है?

• def कीवर्ड से परिभाषित फ़ंक्शन जिसमें yield हो।
• return के बजाय yield मान लौटाता है।
• कॉल करने पर जेनरेटर ऑब्जेक्ट (इटरेटर) लौटाता है।
• राज्य (लोकल वेरिएबल्स) yield पर सस्पेंड होता है और अगले कॉल पर रिज्यूम होता है।

बुनियादी उदाहरण

def generator_thru_iter():
    yield 'xyz'
    yield 246
    yield 40.50

# for लूप के साथ (इटरेटर प्रोटोकॉल)
for i in generator_thru_iter():
    print(i)
# xyz
# 246
# 40.5

# next() के साथ मैन्युअल
g = generator_thru_iter()
print(next(g))  # xyz
print(next(g))  # 246
print(next(g))  # 40.5
print(next(g))  # StopIteration अपवाद

जेनरेटर vs नॉर्मल फ़ंक्शन

व्यावहारिक उदाहरण: बड़े नंबर्स के वर्ग

समस्या: 1 से 200 बिलियन तक के वर्ग प्रिंट करना - लिस्ट बनाने से मेमोरी ओवरफ्लो।

बिना जेनरेटर (खराब)

n = 200000000000
number_list = range(1, n+1)  # विशाल रेंज ऑब्जेक्ट (पायथन 3 में OK, लेकिन...)
for i in number_list:
    print(i * i)  # फिर भी धीमा

जेनरेटर के साथ (अच्छा)

def num_generator(n):
    num = 1
    while True:
        yield num
        if num == n:
            return
        num += 1

for i in num_generator(200000000000):
    print(i * i)
    # एक समय में एक मान, O(1) मेमोरी

कैसे काम करता है

1. for लूप जेनरेटर को कॉल करता है → num_generator चलना शुरू करता है।
2. yield num पर रुकता है, मान लौटाता है, स्टेट फ्रीज होता है।
3. लूप बॉडी चलती है (print(i*i))।
4. अगली इटरेशन पर next() कॉल होता है → yield के बाद से जारी रहता है।
5. num == n होने पर return → StopIteration उठता है, लूप समाप्त।

जेनरेटर एक्सप्रेशन्स

लिस्ट कॉम्प्रिहेंशन जैसा सिंटैक्स लेकिन पैरेंथेसिस के साथ:

# लिस्ट कॉम्प्रिहेंशन (सभी मेमोरी में)
squares_list = [x*x for x in range(10)]

# जेनरेटर एक्सप्रेशन (लेज़ी)
squares_gen = (x*x for x in range(10))
print(next(squares_gen))  # 0
print(next(squares_gen))  # 1

उन्नत: yield from (पायथन 3.3+)

def gen1():
    yield 1
    yield 2

def gen2():
    yield from gen1()
    yield 3

print(list(gen2()))  # [1, 2, 3]

कब उपयोग करें

• बड़े/अनंत सीक्वेंसेज़।
• पाइपलाइन प्रोसेसिंग (डेटा स्ट्रीमिंग)।
• मेमोरी-क्रिटिकल एप्लिकेशन्स।
• कॉरूटाइन्स/असिंक्रोनस प्रोग्रामिंग का आधार।