Python中的生成器协程与yield from语法

描述：
生成器协程是Python在引入async/await之前的协程实现方式，基于生成器（Generator）和yield语法实现挂起与恢复。yield from语法（PEP 380）用于简化生成器的嵌套调用，支持委托子生成器，并成为异步编程的基础。理解其原理有助于深入掌握Python协程的演进过程。

解题过程：

1. 生成器的基础协程功能

   • 生成器函数通过yield暂停执行并返回数据，调用next()或send()可恢复执行。
   • 利用send(value)方法向生成器发送数据，yield表达式可接收外部传入的值，实现双向通信。
     示例：

   def simple_coroutine():  
       print("Start")  
       x = yield  # 暂停，等待外部发送数据  
       print(f"Received: {x}")  
   
   coro = simple_coroutine()  
   next(coro)  # 启动生成器，执行到第一个yield  
   coro.send(42)  # 发送数据，yield表达式返回42并赋值给x  
   

   关键点：

   • 首次必须调用next()使生成器运行到第一个yield（称为"预激"），否则直接send()会报错。

2. 生成器嵌套的复杂性

   • 若生成器需要调用其他生成器，传统方式需手动迭代子生成器：

   def sub_gen():  
       yield from range(3)  # 实际需改为：for i in range(3): yield i  
   
   def main_gen():  
       for value in sub_gen():  # 显式迭代子生成器  
           yield value  
   

   • 此方式需处理子生成器的send()、throw()和close()方法，代码冗长且易错。

3. yield from 的引入与作用

   • yield from subgenerator 将控制权委托给子生成器，直接处理所有交互：
     • 自动预激子生成器。
     • 将send()的值传递给子生成器，并返回子生成器的yield值。
     • 传播throw()和close()事件。
       示例：

   def sub_gen():  
       yield 1  
       return "Done"  
   
   def main_gen():  
       result = yield from sub_gen()  # 自动迭代子生成器，并捕获其返回值  
       print(f"Sub-gen returned: {result}")  
   
   for value in main_gen():  
       print(value)  # 输出1，然后打印"Sub-gen returned: Done"  
   

   执行流程：

   • 调用main_gen()返回生成器对象。
   • yield from会驱动sub_gen()执行，子生成器的yield值直接透传给外部调用者。
   • 子生成器终止时，其return值赋值给result。

4. yield from 的异常处理

   • 外部调用者向主生成器throw()异常时，yield from会将异常传递给子生成器。若子生成器处理了异常，主生成器继续执行；若子生成器抛出异常，该异常会冒泡到主生成器。
     示例：

   def sub_gen():  
       try:  
           yield 1  
       except ValueError:  
           print("Caught in sub-gen")  
   
   def main_gen():  
       yield from sub_gen()  
       yield 2  
   
   coro = main_gen()  
   print(next(coro))  # 输出1  
   coro.throw(ValueError)  # 输出"Caught in sub-gen"，然后返回2  
   

5. 与异步编程的关系

   • Python 3.4的asyncio库基于yield from实现协程调度（例如@asyncio.coroutine装饰器）。
   • 后续async/await语法（Python 3.5）是yield from的语义化升级，二者底层逻辑相似。

总结：
yield from通过委托机制简化了生成器的嵌套调用，统一了异常和值传递路径，为异步编程提供了重要基础。其核心是建立主生成器与子生成器之间的透明通信桥梁。