closures - 在 Elixir 中创建闭包

Question

我有一个 Sequence 结构，它由一个 state 和一个 generator 函数组成，该函数从旧状态生成新状态。我想编写一个 limit 函数，该函数返回一个新序列，该序列应在最多和每个 n + k 次精确返回新状态 n 次它应该返回nil。到目前为止的代码是:

defmodule Sequence do
  defstruct [:state, :generator]

  def generate(%Sequence{state: nil}) do
    nil
  end

  def generate(%Sequence{state: state , generator: generator } = seq) do
    {old_state, new_state} = generator.(state) 
    { old_state,  %Sequence{ seq | state: new_state } }
  end

  def limit(%Sequence{ generator: generator } = seq, n) when n > -1 do
    lim_gen = create_limit_gen(generator, n)
    %Sequence{ seq | generator: lim_gen }
  end

  defp create_limit_gen(generator, n) do
    lim_gen = fn 
                  nil -> 
                    nil
                  _ when n == 0 -> 
                    nil
                  st ->
                    IO.puts(n) # no closure happens here
                    n = n - 1
                    generator.(st)
              end
    lim_gen
  end

end

我想要得到以下结果:

iex> seq = %Sequence{state: 0, generator: &{&1, &1 + 1}} |> Sequence.limit 2
iex> {n, seq} = seq |> Sequence.generate; n
0
iex> {n, seq} = seq |> Sequence.generate; n
1
iex> seq |> Sequence.generate
nil
iex> seq = %Sequence{state: 0, generator: &{&1, nil}} |> Sequence.limit 2
iex> {n, seq} = seq |> Sequence.generate; n
0
iex> seq |> Sequence.generate
nil

问题是 IO.puts 始终打印相同的数字，这意味着它不会改变。然而，我的限制生成器取决于该值及其在闭包中的变化。这里有什么问题以及如何解决它？欢迎任何帮助:)

PS:我不允许向结构添加新字段，并且我不想使用 GenServer 和 ETS

Answer 1

在大多数情况下，创建 MCVE 来定位问题并了解发生的情况是有意义的。让我们开始吧:

iex|1 ▶ defmodule Test do
...|1 ▶   def closure(n) do
...|1 ▶     fn  
...|1 ▶       _ when is_nil(n) or n == 0 -> IO.puts("NIL")
...|1 ▶       _ ->
...|1 ▶         IO.puts(n)
...|1 ▶         closure(n - 1).(n - 1) # or something else
...|1 ▶     end 
...|1 ▶   end 
...|1 ▶ end

好的，让我们测试一下:

iex|2 ▶ Test.closure(2).(2)  
2
1
NIL
:ok

酷，它按预期工作。现在让我们回到您的代码:

st ->
  IO.puts(n) # no closure happens here
  n = n - 1
  generator.(st)

子句中的第二行根本没有任何作用，因为Elixir中的所有内容都是不可变的。 n = n - 1 将局部变量 n 反弹到新值，但它会立即被丢弃(GC)，因为 generator 接收到 st 和 n 不再在任何地方使用。

代码相当繁琐，但我建议你不需要在create_limit_gen中累积当前的n，你当前看到的正是闭包的工作原理: n 在创建闭包时被分配一次，并且不会随着时间的推移而改变。要更改它，应该明确地更改它，例如通过传递 n (如我的第一个 MCVE 代码片段所示。)

类似

generator.(n, create_limit_gen(generator, n - 1))

正确处理结果应该可以解决问题。