浅入理解 PHP 中的 Generator

何为 Generator

从 PHP 5.5 开始，PHP 加入了一个新的特性，那就是 Generator，中文译为生成器。生成器可以简单地用来实现对象的迭代，让我们先从官方的一个小例子说起。

xrange

在 PHP 中，我们都知道，有一个函数叫做 range，用来生成一个等差数列的数组，然后我们可以用这个数组进行 foreach 的迭代。具体就想这样。

foreach (range(1, 100, 2) as $num) {
    echo $num . PHP_EOL;
}

这一段代码就会输出首项为 1，末项为 100，公差为 2 的等差数列。它的执行顺序是这样的。首先，range(1, 100, 2) 会生成一个数组，里面存了上面那样的一个等差数列，之后在 foreach 中对这个数组进行迭代。

那么，这样就会出现一个问题，如果我要生成 100 万个数字呢？那我们就要占用上百兆内存。虽然现在内存很便宜，但是我们也不能这么浪费内存嘛。那么这时，我们的生成器就可以排上用场了。考虑下面的代码。

function xrange($start, $limit, $step = 1) {
    while ($start <= $limit) {
        yield $start;
        $start += $step;
    }
}

foreach (xrange(1, 100, 2) as $num) {
    echo $num . PHP_EOL;
}

这段代码所的出来的结果，和前面的那段代码一模一样，但是，它内部的原理是天翻地覆了。

我们刚才说了，前面的代码，range 会生成一个数组，然后 foreach 来迭代这个数组，从而取出某一个值。但是这段代码呢，我们重新定义了一个 xrange 函数，在函数中，我们用了一个关键字 yield。我们都知道定义一个函数，希望它返回一个值得时候，用 return 来返回。那么这个 yield 呢，也可以返回一个值，但是，它和 return 是截然不同的。

使用 yield 关键字，可以让函数在运行的时候，中断，同时会保存整个函数的上下文，返回一个 Generator 类型的对象。在执行对象的 next 方法时，会重新加载中断时的上下文，继续运行，直到出现下一个 yield 为止，如果后面没有再出现 yield，那么就认为整个生成器结束了。

这样，我们上面的函数调用可以等价地写成这样。

$nums = xrange(1, 100, 2);
while ($nums->valid()) {
    echo $nums->current() . "\n";
    $nums->next();
}

在这里，$num 是一个 Generator 的对象。我们在这里看到三个方法，valid、current 和 next。当我们函数执行完了，后面没有 yield 中断了，那么我们在 xrange 函数就执行完了，那么 valid 方法就会变成 false。而 current 呢，会返回当前 yield 后面的值，这是，生成器的函数会中断。那么在调用 next 方法之后，函数会继续执行，直到下一个 yield 出现，或者函数结束。

好了，到这里，我们看到了通过 yield 来“生成”一个值并返回。其实，yield 其实也可以这么写 $ret = yield;。同返回值一样，这里是将一个值在继续执行函数的时候，传值进函数，可以通过 Generator::send($value) 来使用。例如。

function sum()
{
    $ret = yield;
    echo $ret . PHP_EOL;
}

$sum = sum();
$sum->send('I am from outside.');

这样，程序就会打印出 send 方法传进去的字符串了。在 yield 的两边可以同时有调用。

function xrange($start, $limit, $step = 1) {
    while ($start <= $limit) {
        $ret = yield $start;
        $start += $step;
        echo $ret . PHP_EOL;
    }
}

$nums = xrange(1, 100, 2);
while ($nums->valid()) {
    echo $nums->current() . "\n";
    $nums->send($nums->current() + 1);
}

而像这样的使用，send() 可以返回下一个 yield 的返回。

其它的 Generator 方法

Generator::key()

对于 yield，我们可以这样使用 yield $id => $value，这是，我们可以通过 key 方法来获取 $id，而 current 方法返回的是 $value。

Generator::rewind()

这个方法，可以帮我们让生成器重新开始执行并保存上下文，同时呢，会返回第一个 yield 返回的内容。在第一次执行 send 方法的时候，rewind 会被隐式调用。

Generator::throw()

这个方法，向生成器中，抛送一个异常。

后记

yield 作为 PHP 5.5 的新特性，让我们用了新的方法来高效地迭代数据。同时，我们还可以使用 yield 来实现协程。