yieldとsend()の使い方がわからない

Question

以下のようなコードがあるのですが、このコードでどのような流れで動いているのかを知りたいです。
自分の解釈では、while True : 以降は、

1. yield n で send()で送られてきた値を受け取り、送られてきた値を返すとともに、 received に代入。
2. if~else文で、もし received に値が入っていれば、n に received の値を代入。そうでなければ n に 1 を足して値を更新。

という流れだと思ったのですが、この流れの通りだと、以下のように send() で 10 を送った場合に、

1. yield n で send(10)で送られてきた値 10 を受け取り、10 を返すとともに、 received に代入。
2. if~else文で、 received に値 10 が入っているので、n に 10 を代入。
3. while文により、最初に戻って、 n に 10 が入っているので yield n で 10 を返す。send() から値を受け取っていないので received に何も代入しない。
4. if~else文で、 received に値が入っていないので、n に 1 を足して n の値を 11 に更新。
5. 同様に、testgen() が実行されるたびに n の値が一つずつ増えていく。

という流れになり、1. と 3. で計2回、値 10 を返すことになるのですが、以下の実行結果の通り、10 は一回しか返されていません。

どういった流れなのかがよくわかっていないので教えていただけませんでしょうか。

>>>def testgen() :
...    n = 0
...    while True :
...        received = yield n
...        if received :
...            n = received
...        else :
...            n += 1
...
>>>gen = testgen()
>>>next(gen)
0
>>>gen.send(10)
10
>>>next(gen)
11
>>>next(gen)
12

Answer 1

gen = testgen()
上記後 gen.send(10) とはできず gen.send(None) か next(gen) を実行していると思います。
以下では
gen.send(10)
の前に next(gen) を実行している前提で提示された説明に合わせて説明します。

1. next(gen) を実行すると testgen() の内部処理が動き出し yield n で next(gen) の評価結果の値として 0 を返して一時停止する。
2. yield n の評価結果の値として gen.send(10)で送られてきた値 10 を受け取り、 received に代入。
3. if~else文で、 received に値 10 が入っているので、n に 10 を代入。
4. while文により、最初に戻って、 n に 10 が入っているので yield n で gen.send(10) の評価結果の値として 10 を返して一時停止する。
5. next(gen) を実行すると一時停止していた処理が動き出す。 next は何も送り込まないので received に None が代入される。
6. if~else文で、 received は None なので、n に 1 を足して n の値を 11 に更新し yield n で next(gen) の評価結果の値として 11 を返して一時停止する。
7. 同様に、next(gen) が実行されるたびに n の値が一つずつ増えていく。

Comments

[rihitoban]

ありがとうございます。確かに next(gen) 等を最初にしなければ値を送れませんでした。質問文を修正させていただきました。

流れを丁寧に教えていただきましてありがとうございます。ようやく納得できました。

ただ、一つわからないところがあるのですが、最初に next(gen) や gen.send(None) を行わなければエラーになるのは何故なのでしょうか。
自分で考えたこととしては、最初に n=0 がセットされているのでこの値をyieldによって吐き出さないと、新しい値をセットできないからなのではないかと思ったのですが、いかがでしょうか。

[rihitoban]

すいません、あともう一つ質問があります。yield は値を返す行為と値を受け取る行為を同時にできず、最初にyieldで0を返したときは yield n のみを実行し、その次のreceived にnの値を代入する行為やその下のif-else文は実行されていないということでしょうか。0 を返したあと、空っぽになったnにsend(10)で値が送られ、receivedに代入、if-else文の実行、while文の最初に戻り、yield n で値を返し、そこで一旦終了。という流れでいいでしょうか。

[lehshell]

> 最初に next(gen) や gen.send(None) を行わなければエラーになるのは何故なのでしょうか。
gen.send(10) で値を送り込めるのは、一時停止している yield 式です。
そのため testgen() の最初がもし yield 式 であっても一時停止している状態ではありませんから gen.send(10) は実行できません。
最初に実行できるのは値を送り込まない next(gen) つまり gen.__next__() や gen.send(None) や gen.close() になります。

> あともう一つ質問があります。
yield n に到達すると n を返して一時停止します。
次に next(gen) が実行された場合は一時停止している yield n 式の値は None と評価されて再開され received = None から動き出します。
next(gen) ではなく gen.send(10) が実行された場合は一時停止している yield n 式の値は 10 と評価されて再開され received = 10 から動きだします。
言語リファレンスを読みましょう。
https://docs.python.org/ja/3/reference/expressions.html?highlight=%E3%82%B8%E3%82%A7%E3%83%8D%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%BF#generator-iterator-methods

[rihitoban]

ご回答ありがとうございます。おかげさまで疑問が氷解しました。ドキュメントについてもきちんと読む習慣をつけたいと思います。

Answer 2

数ヶ月前に似たような質問に回答したので、それを見てください。

sendメソッドの使い方がわからない

Comments

[rihitoban]

ご回答ありがとうございます。リンクの質問に対する回答に関しては自分で調べた際に拝見いたしました。yield は「〜を産出する」という意味の方だと思っていたので、「一時停止」という意味なのだと知ってとても驚きました。ですが、自分が初心者すぎるために、yieldとsendの仕組みについて未だに理解できなかったので同じような質問になってしまいましたが、こちらで質問させていただきました。

Answer 3

send()についての理解が間違えています。

ドキュメント

sendを実行するとメソッドの「実行を再開」し「メソッドは次にジェネレータが生成した値を返し」ます。
なので、send()を実行したときに返っている「10」は、値が設定された後にyieldの返した値となります。

Comments

[rihitoban]

すいません、ドキュメントの文章だけではよく理解できなかったのですが、
①send(10) が実行されたときに、received = yield n で yield で値 10 を受け取って received に代入する
②if~else文で n = received によって n に値 10 が代入されて n の値が 10 に設定される
③received = yield n に戻り、yield n で設定された n の値 10 を返す
という流れということでしょうか。

[TakaiY]

はい。 そういうことです。

[rihitoban]

ありがとうございます。