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，而不是有意缓存数据

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

如果我们尝试做一些重复或回溯，我们最终会出现一些奇怪的行为，我的想法是，因为 Read() 是一个调用一些可变值的函数，我们不能期望输出是正确的如果我们重新迭代。但是，即使在边界读取上，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，如果我们在仍然获得正确输出后尝试读取位置

Answer 1

你的问题有点不清楚，所以我会尝试猜测。

当您创建seq { } 时，您实际上是在创建一个状态机，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，它将从该点运行到下一个 yield，依此类推。

请记住，seq { } 会生成 IEnumerable<'T>，这就像“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，从而创建一个新的IEnumerator<'T>。实际提供值的是IEnumerator。您可以用更经典的术语将其视为具有一个可以迭代的数组（可迭代或 enumerable）以及该数组上的许多指针，每个指针都位于数组中的不同点（许多迭代器或枚举器）。

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知的行为。

但是，在您的第二个代码中，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，或者本质上是每个枚举器 的一个新文件句柄。这段代码有效的原因是您不能反转一个枚举器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。但这是一个不同的话题。）