PHP マニュアル: ジェネレータとは

ジェネレータとは

ジェネレータを使えば、シンプルなイテレータを簡単に実装できます。 Iterator インターフェイスを実装したクラスを用意するオーバーヘッドや複雑さを心配する必要はありません。

ジェネレータを使うと、foreach でデータ群を順に処理するコードを書くときにメモリ内で配列を組み立てなくても済むようになります。メモリ内で配列を組み立てると memory_limit を越えてしまうかもしれないし、無視できないほどの時間がかかってしまうかもしれません。配列を作る代わりに、ジェネレータ関数を書くことになります。これは通常の関数と同じものですが、ジェネレータ関数は一度だけ return するのではなく、必要に応じて何度でも yield することができます。つまり、値を繰り返し返せるということです。イテレーターと同じく、ランダムアクセスはできません。

シンプルな例として、range 関数をジェネレータで実装しなおしてみましょう。標準の range 関数は、すべての値を含む配列を作ってそれを返します。結果的に、かなり大きな配列になる可能性があります。たとえば range(0, 1000000) を実行すると、 100 MB を超えるメモリを使うことになります。

その代替として、ジェネレータ xrange() を実装します。必要なメモリは、Iterator オブジェクトを作ってジェネレータの内部の状態を記録しておくのに必要なものだけになります。 1 KB 未満で収まるでしょう。

例1 ジェネレータを使った range の実装

<?php
function xrange($start, $limit, $step = 1) {
    if ($start <= $limit) {
        if ($step <= 0) {
            throw new LogicException('Step must be positive');
        }

        for ($i = $start; $i <= $limit; $i += $step) {
            yield $i;
        }
    } else {
        if ($step >= 0) {
            throw new LogicException('Step must be negative');
        }

        for ($i = $start; $i >= $limit; $i += $step) {
            yield $i;
        }
    }
}

/*
 * 次の例で、range() と xrange() が同じ結果を返すことに注目しましょう
 */

echo 'Single digit odd numbers from range():  ';
foreach (range(1, 9, 2) as $number) {
    echo "$number ";
}
echo "\n";

echo 'Single digit odd numbers from xrange(): ';
foreach (xrange(1, 9, 2) as $number) {
    echo "$number ";
}
?>

上の例の出力は以下となります。

Single digit odd numbers from range():  1 3 5 7 9
Single digit odd numbers from xrange(): 1 3 5 7 9

Generator オブジェクト

ジェネレータ関数を呼んだときには、内部クラス Generator の新しいオブジェクトを返します。このオブジェクトは Iterator インターフェイスを実装しており、前進しかできないイテレータオブジェクトと同じように振る舞います。そして、このオブジェクトが提供するメソッドを使えば、値を送ったり戻したりなどしてジェネレータの状態を操作できます。