[문법] 제너레이터(Generator)

 💡 제너레이터(Generator)란?

• 루프의 반복(Iteration) 동작을 제어할 수 있는 루틴 형태이다. 
• 이터레이터(Iterator)와 유사한 방식으로 동작하나 엄연히 다르다.
• 컴프리헨션 문법을 사용해서 생성할 수 있다. (by '제너레이터 표현식(generator expression)')
• 함수 문법을 사용해서 생성할 수 있다.

※ [참고] 반복가능객체(Iterable)과 이터레이터(Iterator)

✔ 정의

• 반복가능객체(Iterable)
  : 요소를 한번에 하나씩 가져올 수 있는 객체를 의미한다. 
  : 해당 자료형으로는 '리스트, 딕셔너리, 튜플, 문자열, 셋, range, map''등이 있다.
  : 반복가능객체의 경우 파이썬 내장함수인 'iter()'을 이용해 반복자 객체로 만들 수 있다. 
  

  l = [10, 20, 30]
  l_iter = iter(l)  # 반복 가능 자료형
  
  n = 100
  n_itr = iter(n)  # 반복 불가능 자료형 => 에러 발생 ('int' object is not iterable)
  

• 이터레이터(Iterator)
  : '반복자'라고도 불리며, 반복가능객체에서 각 요소를 하나씩 꺼내게 하는 객체이다.
  : 반복 가능한 객체(Iterable)와 엄연히 다른 객체이다.
  : '__iter__', '__next__' 메소드를 가지며 next 메소드를 통해 요소를 순차적으로 꺼낸다.
  

 

✔ 동작 과정   

: 반복 가능 객체 → iter() 함수 → 반복자 객체(iterator) → next() 함수/Stop

1. 반복 가능한 객체(Iterable)가 '__iter__' 메소드를 사용하여 이터레이터를 사용할 수 있도록 정의한다.
2. 그 후 이터레이터의 '__next__' 메소드를 통해 요소를 하나씩 출력하며 이를 반복한다. 
3. 요소가 모두 출력되고 더 이상 출력할 요소가 없을 경우 StopIteration 예외 에러와 함께 반복을 종료한다.

Iterable 객체의 동작 과정

 

✔ 체킹 방법

반복자 및 반복객체의 여부 체킹
→객체에 '_iter_' 메소드가 있는지 여부를 체킹하면 됨.  by'dir()'

# dir() : 인자인 객체가 어떤 변수와 메소드(method)를 가지고 있는지 나열해주는 파이썬의 내장함수.
check = dir([1, 2, 3])
print(check)

 

 

---

+ '시퀀스 객체'와 '반복가능한 객체' 비교 

• 시퀀스 객체 : 순서 X. 반복 가능 O.
• 반복가능객체 : 순서 O. 반복 가능 O.

 

 

 

 

 ▪️ 제너레이터(Generator) vs 이터레이터(Iterator)

제너레이터(generator)	이터레이터 (iterator)
- 함수 안에서 yield라는 키워드만 사용하면 구현 완료. - __next__ 메서드 동작시, yield에서 지정한 값이 반환됨. - 함수의 끝 도달시 자동으로 StopIteration 예외가 발생. - 여러번 값을 가져올 수가 없다. (값 소비. 이전/이후 값 X) - 메모리를 비교적 적게 사용한다.  -하나의 함수에서 여러 타입의 값 생성 가능.	- __iter__, __next__,__getitem__ 메서드들 구현 요구. - __next__ 메서드 동작시, 직접 return으로 값을 반환함. - 반복 종료시 raise로 StopIteration를 직접 발생시킴. - 여러번 값을 가져올 수가 있다.  - 메모리를 비교적 많이 사용한다.  -하나의 함수는 하나의 값만 취급.

 

※ [추가자료] Iterator vs Generator's 동작 방식 비교

✔ Iterator의 동작 방식

→ 모든 동작을 완료한 후 결과를 한번에 메모리 적재 시킴.

 

✔ Generator의 동작 방식

→ 각각의 yield에서 한 번 실행시킨 후 대기 상태에 들어가 결과를 반환함.

→ 이후 다음 코드를 진행하여 또 다시 yield를 만날 경우 대기 상태에 들어가 결과를 반환함.

 

 

 

 

 ▪️ 제너레이터(Generator)의 특징 및 장점

 '임의의 조건으로 숫자 1억개를 만들어내 계산하는 프로그램을 작성해야 한다.' 라고 가정해보자. 제너레이터가 없다면 메모리 어딘가에 만들어낸 숫자 1억 개를 보관하고 있어야 한다. 허나 제너레이터를 이용한다면 단순히 제너레이터만 생성해두고 필요할 때 언제든 숫자를 만들어낼 수 있다. 특히나 1억 개 중 100개 정도만 쓰인다면 차이는 더욱 클 것이다. 

 

1. 메모리 효율성
   리스트의 경우 데이터를 한 번에 메모리에 적재하기 때문에, 메모리 부족현상이 일어날 경우 프로그램이 갑자기 죽을 수 있다. 허나 제너레이터는 값인 데이터에 접근할 때 마다 메모리에 적재하기 때문에, 큰 데이터를 다루는 경우 보다 안정적이고 효율적이다.
2. 게으른 연산
   리스트의 경우 리스트 컴프리핸션을 수행시, 모든 값을 먼저 수행하기 때문에 수행되는 연산이 오래 걸리거나 연산된 값에 접근하는 시간이 꽤 걸린다. 허나 제너레이터는 그 때 그 때 yield를 통해 값에 접근하기 때문에 수행 시간이 긴 연산을 필요한 순간까지 늦출 수 있다는 점이 장점이다. 

 

따라서 이러한 특징들을 유념하여 필요한 곳에 사용한다면 보다 안전한 프로그래밍과 코드를 만들 수 있을 것이다. :)