chapter9_3 协同程序实现迭代器

Posted 2020-08-05 daiker

　　将循环迭代器视为"生产者-消费者"模式的一种特例：迭代器产生的数据供循环体消费。

因此，用协同程序写迭代器就理所当然了。因为协同程序可以一改传统调用者与被调用者之间的关系。

有了这个特性，在写迭代器时就无须顾及如何在每次成功的迭代调用间保持状态了。

function permgen(a,n)
    n = n or #a                --默认的n是数组a的大小
    if n <= 1 then             --只有一个元素，不需要排列
        printresult(a)
    else
        for i = 1,n do
            a[n],a[i] = a[i],a[n]    --把第i个元素放在最末尾
            permgen(a,n-1)           --用余下的元素产生排列
            a[n],a[i] = a[i],a[n]    --恢复第i个元素
        end
    end
end

permgen调用如下：

function printResult(a)
    for i=1,#a do
        io.write(a[i]," ")
    end
    io.write("\n")
end

permgen({1,2,3,4})
    --> 2 3 4 1
    --> 3 2 4 1
        ......
    -->1 2 3 4

有了迭代器的generator函数，将它转换为一个迭代器就容易多了.

首先将printResult改为yield：

function permgen(a,n)
    n = n or #a
    if n <=1 then
        coroutine.yield(a)
    else
　     for i = 1,n do
            a[n],a[i] = a[i],a[n]  --把第i个元素放在最末尾
            permgen(a,n-1)         --用余下的元素产生排列
            a[n],a[i] = a[i],a[n]  --恢复第i个元素
       end
　 end
end

然后定义一个工厂函数，用于将generator函数放到一个协同程序中运行，并创建迭代器函数。

迭代器只是简单地唤醒协同程序，让其产生下一种排列：

function permutations(a)  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　--迭代器工厂函数
    local co = coroutine.create(function () permgen(a) end) --生成函数在协同程序中运行
    return function()　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 --迭代器函数
        local code , res = coroutine.resume(co)　　　　　　　 --只是简单地唤醒协同程序
        return res
    end
end

有了上面的函数，在for语句中遍历一个数组的所有排列就非常简单了：

for p in permutations{"a","b","c"} do
    printResult(p)
end

    -->b c a
    -->c b a
    -->c a b
    -->a c b
    -->b a c
    -->a b c

permutations函数使用了一种Lua中比较常见的模式，就是将一条唤醒协同程序的调用包装在一个函数中。

由于这种模式比较常见，Lua专门提供了一个函数coroutine.wrap来完成这个功能。

类似于create,wrap创建了一个新的协同程序。但不同的是，wrap并不是返回协同程序本身，而是一个函数。

每当调用这个函数，即可唤醒一次协同程序。但这个函数与resume的不同之处在于，它不会返回错误代码。

当遇到错误时，它会引发错误。若使用wrap，可以这样写：

function permutations(a)
    return coroutine.wrap(function () permgen(a) end)
end

wrap要比coroutine.create更容易使用。它提供了一个对于协同程序编程实际所需的功能：即一个可以唤醒协同程序的函数。

但是缺乏灵活性，无法检查wrap所创建的协同程序的状态，此外，也无法检测出运行时的错误。