F# 序列行为

Question

我对 F# 中序列表达式的内部工作感到有些困惑。

通常，如果我们使用 seq 制作一个顺序文件读取器，而不会有意缓存数据

 seq { 
       let mutable current = file.Read()
       while current <> -1 do
           yield current
     }

如果我们尝试进行一些重新迭代或回溯，我们最终会出现一些奇怪的行为，我的想法是，因为 Read() 是一个 function 调用一些可变值我们不能指望 output 是正确的，如果我们重新-迭代。 但是，即使在边界阅读上，这也表现得很好？

let Read path =
    seq {
        use fp = System.IO.File.OpenRead path
        let buf = [| for _ in 0 .. 1024 -> 0uy |]
        let mutable pos = 1
        let mutable current = 0
        while pos <> 0 do
            if current = 0 then
                pos <- fp.Read(buf, 0, 1024)
            if pos > 0 && current < pos then
                yield buf.[current]
                current <- (current + 1) % 1024 
   } 

 let content = Read "some path" 

我们显然使用相同的缓冲区来提高性能，但是假设我们读取 1025 字节，它将触发对缓冲区的更新，如果我们在仍然得到正确的 output 之后尝试读取 position < 1025 的任何字节。 那怎么可能，有什么区别？

Answer 1

你的问题有点不清楚，所以我会尝试猜测。

当您创建一个seq { }时，您实际上是在创建一个 state 机器，它只会在需要时运行。 当您向它请求第一个元素时，它将从顶部开始并运行直到您的第一个yield指令。 然后，当您请求另一个值时，它将从该点运行直到下一个yield ，依此类推。

请记住，一个seq { }产生一个IEnumerable<'T> ，这就像一个“执行计划”。 每次您开始迭代序列时（例如通过调用Seq.head ），都会在后台调用GetEnumerator ，这会导致创建一个新的IEnumerator<'T> 。 实际提供值的是IEnumerator 。 您可以用更经典的术语将其视为有一个可以迭代的数组（一个 iterable 或enumerable ）和该数组上的许多指针，每个指针都位于数组中的不同点（许多迭代器或enumerator s）。

在您的第一个代码中， file很可能在seq块之外。 这意味着您正在读取的文件已被纳入执行计划； 无论您开始迭代序列多少次，您都将始终从同一个文件中读取。 这显然会导致不可预测的行为。

但是，在您的第二个代码中，该文件作为seq块定义的一部分打开。 这意味着每次迭代序列时都会获得一个新的文件句柄，或者本质上，每个enumerator都会获得一个新的文件句柄。 此代码有效的原因是您不能反转枚举数或对其进行多次迭代，至少不能使用单个线程。

（现在，如果您要手动获取一个枚举器并将其推进多个线程，您可能很快就会遇到问题。但这是一个不同的主题。）