Go基礎系列：惰性數值生成器

駿馬金龍發表於2018-11-23
Go

惰性數值生成器是指在需要的時候才生成下一個數值，不需要的時候就卡在那。這和python的列表推導表示式類似。惰性生成器的好處是不會一次性將全部結果返回或放進記憶體，而是每次只返回一個，這樣不會在某一時刻大量佔用記憶體和其它資源。

比如，要生成10W個數值，如果要迭代這10W個數值，有兩種方法。第一種方法是將10W個數值全部生成好放進一個陣列(或其它資料結構)，然後再去陣列中取資料。第二種方法是迭代到哪個數值的時候臨時去生成這個數值。它們的區別是顯然的：第一種方法會佔用大量記憶體，且速度有可能會很慢，第二種方法每次只佔用一個數值的記憶體空間，用完就丟了。

下面是一個不算完美的惰性數值生成器示例：

package main

import (
    "fmt"
)

func generateNums(nums chan int) {
    num := 0
    go func() {
        for {
            num++
            nums <- num
        }
    }()
}

func getNums(nums chan int) int {
    return <-nums
}

func main() {
    nums := make(chan int)
    generatenums(nums)
    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Println(getnums(nums))
    }
}

其中generateNums()函式是惰性數值生成器，它使用一個nums channel作為引數，每次生成的數值都會放進這個channel中。

getNums()函式是取出存入nums channel中的數並返回。

理論上一切都很簡單，只要在需要的地方呼叫generateNums()函式即可。但問題在於如果多個地方呼叫generateNums()，各個地方的nums通道將互相影響。所以，應該改進一下，讓generateNums()自帶屬於自己的nums通道，而不是多個generateNums()共享一個nums通道。

func generateNums(nums chan int) {}
        |
       |/
func generateNums(){
    nums := make(chan int)
}

因為通道私有了，要想從這個通道中取資料，需要將這個通道作為返回值：

func generateNums() chan int{
    nums := make(chan int)
    ...
    return nums
}

這樣每次呼叫generateNums()就取得了它的數值生成器通道：

nums := generateNums()

下面是改良後的惰性數值生成器：

package main

import (
    "fmt"
)

func generatenums() chan int {
    nums := make(chan int)
    num := 0
    go func() {
        for {
            num++
            nums <- num
        }
    }()
    return nums
}

func getnums(nums chan int) int {
    return <-nums
}

func main() {
    nums := generatenums()
    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Println(getnums(nums))
    }
}

相關文章