Реализация yield (yield return) с использованием продолжений Scala

Прежде чем мы представим продолжения, нам нужно создать некоторую инфраструктуру. Ниже представлен батут, который действует на Iteration объекты. . Итерация - это вычисление, которое может либо Yield новое значение, либо 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
}

Батут использует внутренний цикл, который превращает последовательность из Iteration объектов в Stream. Затем мы получаем Iterator, вызывая iterator для результирующего объекта потока. Используя Stream, наша оценка будет ленивой; мы не оцениваем нашу следующую итерацию, пока она не понадобится.

Батут можно использовать для создания итератора напрямую.

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

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

Это довольно ужасно писать, поэтому давайте будем использовать продолжения с разделителями для автоматического создания наших Iteration объектов.

Мы используем операторы shift и reset, чтобы разбить вычисление на Iteration, а затем использовать trampoline, чтобы превратить Iteration в 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(())))

Теперь мы можем переписать наш пример.

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

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

Намного лучше!

А вот пример со страницы справочной страницы C # для yield, на которой расширенное использование. К типам может быть сложно привыкнуть, но все работает.

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) }

Мне удалось найти способ сделать это после еще нескольких часов игры. Я думал, что это было проще понять, чем все другие решения, которые я видел до сих пор, хотя впоследствии я очень высоко оценил Rich и решения Майлза.

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)