Lua中有状态和无状态迭代器之间的区别

概述Lua中的无状态迭代器和有状态迭代器有什么区别,请详细解释一下？我们何时需要使用无状态和另一个？我需要一些例子来理解这个概念. 首先让我们同意一个定义:(在Lua中)迭代器是一个类似函数的对象,每次调用它时都会返回序列中的下一个值.我认为重写for迭代是有帮助的,就像Lua ref手册一样： for itemlist in expression do block end 在逻辑上等价于(伪代码)： Lua中的无状态迭代器和有状态迭代器有什么区别,请详细解释一下？我们何时需要使用无状态和另一个？我需要一些例子来理解这个概念.解决方法 首先让我们同意一个定义:(在Lua中)迭代器是一个类似函数的对象,每次调用它时都会返回序列中的下一个值.我认为重写for迭代是有帮助的,就像Lua ref手册一样：

for itemList in Expression do block end

在逻辑上等价于(伪代码)：

do    local func,seq,controlVar = Expression    while true do        local itemList = func(seq,controlVar)        if first of itemList == nil then break end        controlVar = first of itemList        block (which uses items in itemList)   endend

其中Expression是数据的三元组(或返回这样的三元组的函数调用)：

> func是实际的迭代器函数
> seq是迭代的序列
> controlVar是循环控制变量

迭代状态是找到迭代序列中的下一个项目所需的任何状态.因此,无状态迭代器是func不包含任何此类状态的迭代器：您可以随时调用func(seq,controlVar),返回值将始终相同(如果seq未更改);它不取决于通话前发生的事情.

如上所示,Lua支持一个循环控制变量.因此,为了使序列可以通过无状态迭代器进行迭代,必须能够根据一个循环控制变量确定序列中的下一个项目.即,必须能够单独从“(s,controlVar)”中找出“下一个项目”. ipairs()生成一个执行此 *** 作的迭代器：ipairs(s)返回三元组(iterFunction,s,0); iterFunction可以给出s和索引0,并返回1,s [1],然后是2,s [2]等(最终没有N项的表).

如果查找序列中的下一个项目需要多个循环控制变量怎么办？或者取决于其他变量的状态,这些变量应该在迭代期间保存？例：

>无限迭代器可能需要跟踪“第一”项,以便一旦到达序列结束,它就可以在第一项恢复;
>图形迭代器可能需要在深度优先搜索中跟踪“最近的兄弟”,以便一旦到达分支的末尾,它就可以继续下一个最近的兄弟.

有状态迭代器保存有关迭代的状态,以便可以找到下一个项目.在Lua中,如果迭代器函数是一个闭包(具有upvalues的函数)或一个functor(一个表现为函数的表,即具有__call元方法),则这是可能的. up值(闭包)或数据成员(functor)可以存储所需的状态.

无状态迭代器总是可以包装到有状态迭代器中.对于ipairs：

function statefulipairs(s)    local f,var = ipairs(s)    return function()         local i,v = f(s,var)        var = i        return i,v    endend

然后可以将其称为

tbl = {'a','b','c','d'}sip = statefulipairs(tbl) -- sip is stateful iter specific to tblfor i,v in sip() do print(i,v) end

有状态迭代器的开发人员决定迭代器具有哪些功能：迭代器的API可以允许倒带,反转方向或其他 *** 作.在闭包的情况下甚至可以实现：可以使用附加参数来访问其他功能.例如,接受第三个参数,当非零时,重置为序列的开头：

function resetableStatefulipairs(s)    local f,var = ipairs(s)    local start = var    return function(a,b,reset)        if reset ~= nil then var = start; return end                local i,v    endendsip = resetableStatefulipairs(tbl) -- sip is stateful iter specific to tblfor i,v) endsip(nil,nil,true) -- reset itfor i,v) end

更新一个更简洁的例子是如何生成一个函数迭代器,它接受命令,你可以“……停止序列中的任何地方并迭代序列的其余部分3次”(按照@deduplicator的要求)：

function iterGen(seq,start)    local cvar = start or 1    return function(cmd)         if cmd == nil then            if cvar > #seq then return nil,nil end            val = seq[cvar]            cvar = cvar + 1            return cvar-1,val        else            cmd = cmd[1]            if cmd == 'rewind' then                cvar = start or 1            elseif cmd == 'newstart' then                start = cvar            end        end    endend

有了上述：

> s = {1,2,3,4,5,6,7}> iter = iterGen(s)> for i,v in iter do print(i,v); if i==3 then break end  end1       12       23       3> iter {'newstart'} -- save current as the new start pos> for i,v)  end -- continue till end4       45       56       67       7> iter {'rewind'}> for i,v)  end4       45       56       67       7> iter {'rewind'}> for i,v)  end4       45       56       67       7

如上所述,除了迭代状态在迭代器内部之外,有状态迭代器没有什么特别之处,因此如上所述,开发人员需要公开所需的功能,如上面的rewind和newstart.使用无状态迭代器,没有限制.

将迭代器设计为仿函数将是一个更自然的API,因为迭代器“函数”具有可以调用的“方法”,但创建可命令函数是一个有趣的挑战.

总结

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