Lua 编程：9.3 - Lua 编程语言

第一版为 Lua 5.0 编写。虽然在很大程度上仍然适用于后续版本，但存在一些差异。
第四版针对 Lua 5.3，可在 Amazon 和其他书店购买。
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9.3 – 协程作为迭代器

我们可以将循环迭代器视为生产者-消费者模式的一个非常具体的示例。迭代器生成要由循环体使用的项。因此，使用协程来编写迭代器似乎很合适。实际上，协程为这项任务提供了一个强大的工具。同样，关键功能是它们能够颠倒调用者和被调用者之间的关系。借助此功能，我们可以编写迭代器，而无需担心如何在对迭代器的连续调用之间保持状态。

为了说明这种用法，我们编写一个迭代器来遍历给定数组的所有排列。直接编写此类迭代器并非易事，但编写生成所有这些排列的递归函数并不困难。这个想法很简单：依次将每个数组元素放在最后一个位置，并递归生成剩余元素的所有排列。代码如下

    function permgen (a, n)
      if n == 0 then
        printResult(a)
      else
        for i=1,n do
    
          -- put i-th element as the last one
          a[n], a[i] = a[i], a[n]
    
          -- generate all permutations of the other elements
          permgen(a, n - 1)
    
          -- restore i-th element
          a[n], a[i] = a[i], a[n]
    
        end
      end
    end

为了看到它的工作原理，我们应该定义一个适当的 printResult 函数，并使用适当的参数调用 permgen

    function printResult (a)
      for i,v in ipairs(a) do
        io.write(v, " ")
      end
      io.write("\n")
    end
    
    permgen ({1,2,3,4}, 4)

在准备好生成器后，将其转换为迭代器是一项自动任务。首先，我们将 printResult 更改为 yield

    function permgen (a, n)
      if n == 0 then
        coroutine.yield(a)
      else
      ...

然后，我们定义一个工厂，安排生成器在协程内运行，然后创建迭代器函数。迭代器只是恢复协程以生成下一个排列

    function perm (a)
      local n = table.getn(a)
      local co = coroutine.create(function () permgen(a, n) end)
      return function ()   -- iterator
        local code, res = coroutine.resume(co)
        return res
      end
    end

有了这个机制，使用 for 语句遍历数组的所有排列就变得非常简单

    for p in perm{"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

perm 函数使用 Lua 中的常见模式，该模式将对 resume 的调用与其相应的协程打包在一个函数中。此模式非常常见，以至于 Lua 为其提供了一个特殊函数：coroutine.wrap。与 create 类似，wrap 创建一个新的协程。与 create 不同，wrap 不会返回协程本身；相反，它返回一个在调用时恢复协程的函数。与原始 resume 不同，该函数不会将其第一个结果作为错误代码返回；相反，它会在出现错误时引发错误。使用 wrap，我们可以按如下方式编写 perm

    function perm (a)
      local n = table.getn(a)
      return coroutine.wrap(function () permgen(a, n) end)
    end

通常，coroutine.wrap 比 coroutine.create 更易于使用。它为我们提供了协程所需的一切：一个用来恢复它的函数。但是，它也较不灵活。没有办法检查使用 wrap 创建的协程的状态。此外，我们无法检查错误。