Implementazione di rendimento (yield return) utilizzando continuazioni Scala

Question

Come potrebbe una implementare C # yield return utilizzando continuazioni Scala? Mi piacerebbe essere in grado di scrivere Iterators Scala nello stesso stile. Una pugnalata è nei commenti su questa notizia Scala postale , ma non funziona (provato con la versione beta 2.8.0 Scala). Le risposte a una domanda legati suggeriscono che questo è possibile, ma anche se ho giocato con continuazioni delimitati per un po ', io non riesco ad avvolgere esattamente la mia testa intorno come fare questo.

Answer 1

Prima di introdurre continuazioni abbiamo bisogno di costruire alcune infrastrutture. Sotto è un trampolino che opera su oggetti Iteration . Un'iterazione è un calcolo che può o Yield un nuovo valore o può essere Done.

sealed trait Iteration[+R]
case class Yield[+R](result: R, next: () => Iteration[R]) extends Iteration[R]
case object Done extends Iteration[Nothing]

def trampoline[R](body: => Iteration[R]): Iterator[R] = {
  def loop(thunk: () => Iteration[R]): Stream[R] = {
    thunk.apply match {
      case Yield(result, next) => Stream.cons(result, loop(next))
      case Done => Stream.empty
    }
  }
  loop(() => body).iterator
}

Il trampolino utilizza un ciclo interno che accende la sequenza di oggetti Iteration in un Stream. Abbiamo poi otteniamo un Iterator chiamando iterator sull'oggetto flusso risultante. Usando una Stream nostra valutazione è pigro; non valutare la nostra prossima iterazione fino a quando non è necessaria.

Il trampolino può essere utilizzato per costruire direttamente un iteratore.

val itr1 = trampoline {
  Yield(1, () => Yield(2, () => Yield(3, () => Done)))
}

for (i <- itr1) { println(i) }

Questo è abbastanza orribile a scrivere, quindi cerchiamo di usare continuazioni delimitati per creare oggetti automaticamente il nostro Iteration.

Usiamo gli operatori shift e reset per rompere il calcolo fino in Iterations, quindi utilizzare trampoline per trasformare le Iterations in un Iterator.

import scala.continuations._
import scala.continuations.ControlContext.{shift,reset}

def iterator[R](body: => Unit @cps[Iteration[R],Iteration[R]]): Iterator[R] =
  trampoline {
    reset[Iteration[R],Iteration[R]] { body ; Done }
  }

def yld[R](result: R): Unit @cps[Iteration[R],Iteration[R]] =
  shift((k: Unit => Iteration[R]) => Yield(result, () => k(())))

Ora possiamo riscrivere il nostro esempio.

val itr2 = iterator[Int] {
  yld(1)
  yld(2)
  yld(3)
}

for (i <- itr2) { println(i) }

Molto meglio!

Ora qui è un esempio dal C # pagina di riferimento per yield che mostra alcuni utilizzo più avanzato. I tipi possono essere un po 'complicato per abituarsi, ma tutto funziona.

def power(number: Int, exponent: Int): Iterator[Int] = iterator[Int] {
  def loop(result: Int, counter: Int): Unit @cps[Iteration[Int],Iteration[Int]] = {
    if (counter < exponent) {
      yld(result)
      loop(result * number, counter + 1)
    }
  }
  loop(number, 0)
}

for (i <- power(2, 8)) { println(i) }

Answer 2

Sono riuscito a scoprire un modo per fare questo, dopo un paio di ore di gioco intorno. Ho pensato che questo era più semplice per avvolgere la mia testa intorno rispetto a tutte le altre soluzioni che ho visto finora, anche se ho fatto in seguito molto apprezzare Rich e Miles' soluzioni.

def loopWhile(cond: =>Boolean)(body: =>(Unit @suspendable)): Unit @suspendable = {
  if (cond) {
    body
    loopWhile(cond)(body)
  }
}

  class Gen {
    var prodCont: Unit => Unit = { x: Unit => prod }
    var nextVal = 0
    def yld(i: Int) = shift { k: (Unit => Unit) => nextVal = i; prodCont = k }
    def next = { prodCont(); nextVal }
    def prod = {
      reset {
        // following is generator logic; can be refactored out generically
        var i = 0
        i += 1
        yld(i)
        i += 1
        yld(i)
        // scala continuations plugin can't handle while loops, so need own construct
        loopWhile (true) {
          i += 1
          yld(i)
        }
      }
    }
  }
  val it = new Gen
  println(it.next)
  println(it.next)
  println(it.next)