Rust中的惰性序列生成

Question

如何创建其他语言称为惰性序列或“生成器”功能的语言？

[在Python中，我可以在下面的示例中使用yield（来自Python的文档）来懒惰地生成一个可迭代的序列，该序列以不使用中间列表的内存的方式进行迭代：

# a generator that yields items instead of returning a list
def firstn(n):
    num = 0
    while num < n:
        yield num
        num += 1

sum_of_first_n = sum(firstn(1000000))

如何在Rust中做类似的事情？

Answer 1

Rust 1.0没有生成器功能，因此您必须使用explicit iterators手动进行。

首先，使用next()方法将您的Python示例重写为类，因为它更接近您可能会在Rust中获得的模型。然后，您可以使用实现Iterator特性的结构在Rust中重写它。

[您也许还可以使用返回闭包的函数来实现类似的结果，但是我认为不可能实现Iterator特性（因为需要调用该特性才能生成一个Range特性）。新结果）。

Answer 2

Rust does有生成器，但它们是高度实验性]，目前在稳定的Rust中不可用。

在稳定的Rust 1.0及更高版本中运行

Range处理您的具体示例。您可以将其与..的语法糖一起使用：

fn main() {
    let sum: u64 = (0..1_000_000).sum();
    println!("{}", sum)
}
如果Range不存在怎么办？我们可以创建一个对它进行建模的迭代器！

struct MyRange {
    start: u64,
    end: u64,
}

impl MyRange {
    fn new(start: u64, end: u64) -> MyRange {
        MyRange {
            start: start,
            end: end,
        }
    }
}

impl Iterator for MyRange {
    type Item = u64;

    fn next(&mut self) -> Option<u64> {
        if self.start == self.end {
            None
        } else {
            let result = Some(self.start);
            self.start += 1;
            result
        }
    }
}

fn main() {
    let sum: u64 = MyRange::new(0, 1_000_000).sum();
    println!("{}", sum)
}
胆量是相同的，但比Python版本更明确。值得注意的是，Python的生成器会为您跟踪状态。 Rust更喜欢显式，因此我们必须创建自己的状态并手动更新。重要的是Iterator trait的实现。我们指定迭代器产生特定类型（Iterator）的值，然后处理每次迭代的步骤以及如何判断我们已经到达迭代结束。

此示例不如使用泛型的真实type Item = u64强大，但显示了如何执行此操作的示例。

在每晚Rust中工作

夜锈Range，但它们是高度实验性。您需要引入一些不稳定的功能才能创建一个。但是，它看起来pretty接近Python示例，并带有一些Rust特定的附加内容：

does have generators
由于当前Rust中的所有内容都在迭代器上运行，所以我们创建了一个适配器，该适配器将生成器转换为迭代器，以便与更广泛的生态系统一起使用。我希望这样的适配器最终会出现在标准库中：

#![feature(generators, generator_trait)]

use std::{
    ops::{Generator, GeneratorState},
    pin::Pin,
};

fn firstn(n: u64) -> impl Generator<Yield = u64, Return = ()> {
    move || {
        let mut num = 0;
        while num < n {
            yield num;
            num += 1;
        }
    }
}
现在我们可以使用它：

struct GeneratorIteratorAdapter<G>(G);

impl<G> Iterator for GeneratorIteratorAdapter<G>
where
    G: Generator<Return = ()>,
{
    type Item = G::Yield;

    fn next(&mut self) -> Option<Self::Item> {
        let me = unsafe { Pin::new_unchecked(&mut self.0) };
        match me.resume() {
            GeneratorState::Yielded(x) => Some(x),
            GeneratorState::Complete(_) => None,
        }
    }
}
对此有趣的是，它没有fn main() {
    let generator_iterator = GeneratorIteratorAdapter(firstn(1_000_000));
    let sum: u64 = generator_iterator.sum();
    println!("{}", sum);
}
的实现那么强大。例如，迭代器具有Iterator方法，该方法使迭代器的使用者可以了解剩余多少个元素。 size_hint放入容器时，可以进行优化。生成器没有任何此类信息。

Answer 3

您可以使用支持稳定Rust的堆栈式Rust size_hint：

Answer 4

从

#[macro_use]
extern crate generator;
use generator::{Generator, Gn};

fn firstn(n: usize) -> Generator<'static, (), usize> {
    Gn::new_scoped(move |mut s| {
        let mut num = 0;
        while num < n {
            s.yield_(num);
            num += 1;
        }
        done!();
    })
}

fn main() {
    let sum_of_first_n: usize = firstn(1000000).sum();
    println!("sum ={}", sum_of_first_n);
}

开始，您具有方便的

let n = 100000;
let range = Gn::new_scoped(move |mut s| {
    let mut num = 0;
    while num < n {
        s.yield_(num);
        num += 1;
    }
    done!();
});

let sum: usize = range.sum();

实用程序。