Scala Python generators？

Question

Scala Python yieldステートメントに相当するもの）で実装することは可能ですか？使用されている関数のローカル状態を記憶しています呼び出されるたびに次の値を「生成」しますか？

再帰関数をイテレータに変換するために、このようなものが必要でした。このような並べ替え：

# this is python
def foo(i):
  yield i
  if i > 0:
    for j in foo(i - 1):
      yield j

for i in foo(5):
  print i

ただし、fooはより複雑な場合があり、非循環オブジェクトグラフで再帰します。

追加編集：より複雑な例を追加しましょう（ただし、まだ単純です）：単純な再帰関数を記述して、処理を進めます。

// this is Scala
def printClass(clazz:Class[_], indent:String=""): Unit = {
  clazz match {
    case null =>
    case _ =>
      println(indent + clazz)
      printClass(clazz.getSuperclass, indent + "  ")
      for (c <- clazz.getInterfaces) {
        printClass(c, indent + "  ")
      }
  }
}

理想的には、いくつかのステートメントを簡単に変更して、イテレーターとして機能させることができるライブラリーが欲しいです。

// this is not Scala
def yieldClass(clazz:Class[_]): Iterator[Class[_]] = {
  clazz match {
    case null =>
    case _ =>
      sudoYield clazz
      for (c <- yieldClass(clazz.getSuperclass)) sudoYield c
      for (c <- clazz.getInterfaces; d <- yieldClasss(c)) sudoYield d
  }
}

継続がそれを可能にするようですが、私はshift/resetの概念を理解していません。継続は最終的にメインコンパイラーに入り、ライブラリーの複雑さを抽出することは可能でしょうか？

編集2：チェック リッチの答え 他のスレッドで。

Answer 1

Pythonジェネレーターはすばらしいですが、それらを複製することはScalaで実行するための最良の方法ではありません。たとえば、次のコードはあなたが望むものと同等の仕事をします：

def classStream(clazz: Class[_]): Stream[Class[_]] = clazz match {
  case null => Stream.empty
  case _ => (
    clazz 
    #:: classStream(clazz.getSuperclass) 
    #::: clazz.getInterfaces.toStream.flatMap(classStream) 
    #::: Stream.empty
  )
}

その中でストリームは遅延生成されるので、要求されるまで要素を処理しません。要求されるまで、これを実行して確認できます。

def classStream(clazz: Class[_]): Stream[Class[_]] = clazz match {
  case null => Stream.empty
  case _ => (
    clazz 
    #:: { println(clazz.toString+": super"); classStream(clazz.getSuperclass) } 
    #::: { println(clazz.toString+": interfaces"); clazz.getInterfaces.toStream.flatMap(classStream) } 
    #::: Stream.empty
  )
}

結果は、結果のIteratorに対して.iteratorを呼び出すだけで、Streamに変換できます。

def classIterator(clazz: Class[_]): Iterator[Class[_]] = classStream(clazz).iterator

fooを使用したStream定義は、次のようにレンダリングされます。

scala> def foo(i: Int): Stream[Int] = i #:: (if (i > 0) foo(i - 1) else Stream.empty)
foo: (i: Int)Stream[Int]

scala> foo(5) foreach println
5
4
3
2
1
0

別の方法としては、さまざまな反復子を連結して、事前に計算しないように注意します。次に、実行の追跡に役立つデバッグメッセージの例を示します。

def yieldClass(clazz: Class[_]): Iterator[Class[_]] = clazz match {
  case null => println("empty"); Iterator.empty
  case _ =>
    def thisIterator = { println("self of "+clazz); Iterator(clazz) }
    def superIterator = { println("super of "+clazz); yieldClass(clazz.getSuperclass) }
    def interfacesIterator = { println("interfaces of "+clazz); clazz.getInterfaces.iterator flatMap yieldClass }
    thisIterator ++ superIterator ++ interfacesIterator
}

これはあなたのコードにかなり近いです。 sudoYieldの代わりに、私は定義を持っているので、必要に応じてそれらを連結します。

だから、これは答えではありませんが、ここで間違った木を吠えていると思います。 Python in Scalaで書くのは非生産的です。同じ目的を達成するScalaイディオムでもっと頑張ってください。

Answer 2

別の継続プラグインベースのソリューション、今回は多かれ少なかれカプセル化されたジェネレータータイプ

import scala.continuations._
import scala.continuations.ControlContext._

object Test {

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

  abstract class Generator[T] {
    var producerCont : (Unit => Unit) = null
    var consumerCont : (T => Unit) = null

    protected def body : Unit @suspendable

    reset {
      body
    }

    def generate(t : T) : Unit @suspendable =
      shift {
        (k : Unit => Unit) => {
          producerCont = k
          if (consumerCont != null)
            consumerCont(t)
        }
      }

    def next : T @suspendable =
      shift {
        (k : T => Unit) => {
          consumerCont = k
          if (producerCont != null)
            producerCont()
        }
      }
  }

  def main(args: Array[String]) {
    val g = new Generator[Int] {
      def body = {
        var i = 0
        loopWhile(i < 10) {
          generate(i)
          i += 1
        }
      }
    }

    reset {
      loopWhile(true) {
        println("Generated: "+g.next)
      }
    }
  }
}

Answer 3

これを一般的な方法で行うには、 継続プラグイン が必要だと思います。

単純な実装（フリーハンド、コンパイル/チェックされていない）：

_def iterator = new {
  private[this] var done = false

  // Define your yielding state here
  // This generator yields: 3, 13, 0, 1, 3, 6, 26, 27
  private[this] var state: Unit=>Int = reset {
    var x = 3
    giveItUp(x)
    x += 10
    giveItUp(x)
    x = 0
    giveItUp(x)
    List(1,2,3).foreach { i => x += i; giveItUp(x) }
    x += 20
    giveItUp(x)
    x += 1
    done = true
    x
  }

  // Well, "yield" is a keyword, so how about giveItUp?
  private[this] def giveItUp(i: Int) = shift { k: (Unit=>Int) =>
    state = k
    i
  }

  def hasNext = !done
  def next = state()
}
_

何が起こっているのかと言うと、shiftへの呼び出しは、それが呼び出された場所から、呼び出されたresetブロックの終わりまでの制御フローをキャプチャします。これは、k引数をシフト関数に入れます。

したがって、上記の例では、各giveItUp(x)はxの値（その時点まで）を返し、残りの計算をstate変数に保存します。 hasNextおよびnextメソッドによって外部から駆動されます。

穏やかに行ってください、これは明らかにこれを実装する恐ろしい方法です。しかし、コンパイラーが手元になければ、私は夜遅くにできることが最善です。

Answer 4

Scalaのfor (e <- Producer) f(e)形式のforループはforeach呼び出しに変換され、iterator/nextには直接変換されません。

foreachでは、イテレータのnextで必要になるため、オブジェクトの作成を線形化して1か所に配置する必要はありません。コンシューマー関数fは、必要な場所（オブジェクトが作成される場所）に正確に複数回挿入できます。

これにより、ScalaのTraversable/foreachを使用して、ジェネレーターのユースケースの実装が単純かつ効率的になります。

---

最初のFoo-example：

case class Countdown(start: Int) extends Traversable[Int] {
    def foreach[U](f: Int => U) {
        var j = start
        while (j >= 0) {f(j); j -= 1}
    }
}

for (i <- Countdown(5))  println(i)
// or equivalent:
Countdown(5) foreach println

---

最初のprintClass-example：

  // v1 (without indentation)

  case class ClassStructure(c: Class[_]) {
    def foreach[U](f: Class[_] => U) {
      if (c eq null) return
      f(c)
      ClassStructure(c.getSuperclass) foreach f
      c.getInterfaces foreach (ClassStructure(_) foreach f)
    }
  }

  for (c <- ClassStructure(<foo/>.getClass)) println(c)
  // or equivalent:
  ClassStructure(<foo/>.getClass) foreach println

またはインデント付き：

  // v2 (with indentation)

  case class ClassWithIndent(c: Class[_], indent: String = "") {
    override def toString = indent + c
  }
  implicit def Class2WithIndent(c: Class[_]) = ClassWithIndent(c)

  case class ClassStructure(cwi: ClassWithIndent) {
    def foreach[U](f: ClassWithIndent => U) {
      if (cwi.c eq null) return
      f(cwi)
      ClassStructure(ClassWithIndent(cwi.c.getSuperclass, cwi.indent + "  ")) foreach f
      cwi.c.getInterfaces foreach (i => ClassStructure(ClassWithIndent(i, cwi.indent + "  ")) foreach f)
    }
  }

  for (c <- ClassStructure(<foo/>.getClass)) println(c)
  // or equivalent:
  ClassStructure(<foo/>.getClass) foreach println

出力：

class scala.xml.Elem
  class scala.xml.Node
    class scala.xml.NodeSeq
      class Java.lang.Object
      interface scala.collection.immutable.Seq
        interface scala.collection.immutable.Iterable
          interface scala.collection.immutable.Traversable
            interface scala.collection.Traversable
              interface scala.collection.TraversableLike
                interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
                interface scala.collection.generic.FilterMonadic
                interface scala.collection.TraversableOnce
                  interface scala.ScalaObject
                interface scala.ScalaObject
              interface scala.collection.generic.GenericTraversableTemplate
                interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
                interface scala.ScalaObject
              interface scala.ScalaObject
            interface scala.collection.generic.GenericTraversableTemplate
              interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
              interface scala.ScalaObject
            interface scala.collection.TraversableLike
              interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
              interface scala.collection.generic.FilterMonadic
              interface scala.collection.TraversableOnce
                interface scala.ScalaObject
              interface scala.ScalaObject
            interface scala.Immutable
            interface scala.ScalaObject
          interface scala.collection.Iterable
            interface scala.collection.Traversable
              interface scala.collection.TraversableLike
                interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
                interface scala.collection.generic.FilterMonadic
                interface scala.collection.TraversableOnce
                  interface scala.ScalaObject
                interface scala.ScalaObject
              interface scala.collection.generic.GenericTraversableTemplate
                interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
                interface scala.ScalaObject
              interface scala.ScalaObject
            interface scala.collection.generic.GenericTraversableTemplate
              interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
              interface scala.ScalaObject
            interface scala.collection.IterableLike
              interface scala.Equals
              interface scala.collection.TraversableLike
                interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
                interface scala.collection.generic.FilterMonadic
                interface scala.collection.TraversableOnce
                  interface scala.ScalaObject
                interface scala.ScalaObject
              interface scala.ScalaObject
            interface scala.ScalaObject
          interface scala.collection.generic.GenericTraversableTemplate
            interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
            interface scala.ScalaObject
          interface scala.collection.IterableLike
            interface scala.Equals
            interface scala.collection.TraversableLike
              interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
              interface scala.collection.generic.FilterMonadic
              interface scala.collection.TraversableOnce
                interface scala.ScalaObject
              interface scala.ScalaObject
            interface scala.ScalaObject
          interface scala.ScalaObject
        interface scala.collection.Seq
          interface scala.PartialFunction
            interface scala.Function1
              interface scala.ScalaObject
            interface scala.ScalaObject
          interface scala.collection.Iterable
            interface scala.collection.Traversable
              interface scala.collection.TraversableLike
                interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
                interface scala.collection.generic.FilterMonadic
                interface scala.collection.TraversableOnce
                  interface scala.ScalaObject
                interface scala.ScalaObject
              interface scala.collection.generic.GenericTraversableTemplate
                interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
                interface scala.ScalaObject
              interface scala.ScalaObject
            interface scala.collection.generic.GenericTraversableTemplate
              interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
              interface scala.ScalaObject
            interface scala.collection.IterableLike
              interface scala.Equals
              interface scala.collection.TraversableLike
                interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
                interface scala.collection.generic.FilterMonadic
                interface scala.collection.TraversableOnce
                  interface scala.ScalaObject
                interface scala.ScalaObject
              interface scala.ScalaObject
            interface scala.ScalaObject
          interface scala.collection.generic.GenericTraversableTemplate
            interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
            interface scala.ScalaObject
          interface scala.collection.SeqLike
            interface scala.collection.IterableLike
              interface scala.Equals
              interface scala.collection.TraversableLike
                interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
                interface scala.collection.generic.FilterMonadic
                interface scala.collection.TraversableOnce
                  interface scala.ScalaObject
                interface scala.ScalaObject
              interface scala.ScalaObject
            interface scala.ScalaObject
          interface scala.ScalaObject
        interface scala.collection.generic.GenericTraversableTemplate
          interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
          interface scala.ScalaObject
        interface scala.collection.SeqLike
          interface scala.collection.IterableLike
            interface scala.Equals
            interface scala.collection.TraversableLike
              interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
              interface scala.collection.generic.FilterMonadic
              interface scala.collection.TraversableOnce
                interface scala.ScalaObject
              interface scala.ScalaObject
            interface scala.ScalaObject
          interface scala.ScalaObject
        interface scala.ScalaObject
      interface scala.collection.SeqLike
        interface scala.collection.IterableLike
          interface scala.Equals
          interface scala.collection.TraversableLike
            interface scala.collection.generic.HasNewBuilder
            interface scala.collection.generic.FilterMonadic
            interface scala.collection.TraversableOnce
              interface scala.ScalaObject
            interface scala.ScalaObject
          interface scala.ScalaObject
        interface scala.ScalaObject
      interface scala.xml.Equality
        interface scala.Equals
        interface scala.ScalaObject
      interface scala.ScalaObject
    interface scala.ScalaObject
  interface scala.ScalaObject
  interface Java.io.Serializable

Answer 5

Dsl.scala はあなたが探しているものです。

乱数ジェネレータを作成するとします。生成された数値は、遅延評価された無限ストリームに格納する必要があります。これは、組み込みのドメイン固有のキーワードYieldを使用して作成できます。

import com.thoughtworks.dsl.keys.Yield
def xorshiftRandomGenerator(seed: Int): Stream[Int] = {
  val tmp1 = seed ^ (seed << 13)
  val tmp2 = tmp1 ^ (tmp1 >>> 17)
  val tmp3 = tmp2 ^ (tmp2 << 5)
  !Yield(tmp3)
  xorshiftRandomGenerator(tmp3)
}

他の例は Scaladoc にあります。