为什么迭代器在 Python 文档中被认为是函数式的？

Question

我正在尝试了解迭代器。我注意到 Python documentation 认为迭代器是一种函数式结构。不是很懂

迭代器里面不是有状态吗。所以当你调用 it.__next__() 时，你改变了迭代器的状态。据我所知，对象的变异状态不被认为是函数式的，因为函数式编程强调 object/closure.

的不变性和可组合性

实际上，问题的出现是因为我想写一个 Scheme procedure/function 它接受令牌和 return 一个迭代器。

(define tokens->iterator
  (lambda ls
    (lambda ()
      (if (null? ls)
          '*eoi*
          (let ((tok (car ls)))
            (set! ls (cdr ls))
            tok)))))

注意我必须使用 set! 来变异 ls，这就是我想出这个问题的方式。

要使用它，

(define it (tokens->iterator 1 '+ 2))

为了测试它，

scheme@(guile-user)> (it)
 = 1
scheme@(guile-user)> (it)
 = +
scheme@(guile-user)> (it)
 = 2
scheme@(guile-user)> (it)
 = *eoi*
scheme@(guile-user)> (it)
 = *eoi*

为了好玩，我也把这个翻译成Python：

def tokens_to_iterator(*tup):
    ls = list(tup)
    def iterator():
        if not ls:
            return "*eoi*"
        else:
            tok = ls.pop(0)
            return tok
    return iterator

类似地，pop() 方法通过改变列表删除并 return 第一个元素。

要使用它，

it = tokens_to_iterator(1, "+", 2)

为了测试它，

>>> it()
1
>>> it()
'+'
>>> it()
2
>>> it()
'*eoi*'
>>> it()
'*eoi*'

谁能澄清一下？顺便说一句，我正在使用 Python 3 和 Guile Scheme，以防有人有兴趣尝试这些示例。

Answer 1

你说得很好。迭代器当然不是 "purely functional," 这个经常用来描述完全不使用变异的习语的术语。不过，更广泛的术语 "functional," 的定义更为宽松，以表示使用相对较少变异的程序，这些程序使用高阶和第一个 class 函数，也许最广泛的是，"use weird abstractions that don't look like C."

我认为，坦率地说，我不会称迭代器为函数式。那就是：我同意你的看法。

Answer 2

函数式风格是将数据列表作为一个整体来处理，而不是您可以随心所欲更改的值集合。例如，如果你有一个数字列表，你想改变第 3 个元素，非功能性的方法是直接改变它：

>>> lst = ["a", "b", "c", "d", "e"]
>>> lst[3] = "Z"
>>> lst
["a", "b", "c", "Z", "e"]

函数式方法是编写一个函数，该函数采用原始序列和return经过更改的新列表，保持原始序列不变。

>>> lst = ["a", "b", "c", "d", "e"]
>>> new_lst = [x if i != 3 else "Z" for (i, x) in enumerate(lst)]
>>> lst
["a", "b", "c", "d", "e"]
>>> new_lst
["a", "b", "c", "Z", "e"]

你的迭代器都不是纯功能的，因为它们确实保持可变状态，虽然被视为黑盒子，但你可以在功能上使用它们，因为迭代器的 user 不能影响它直接说。

一个纯函数迭代器是一个函数，它将列表和当前状态作为输入，return一个值和传递给下一次函数调用的新状态。

>>> state = 0
>>> def it(lst, state):
...   if state is None:
...       return None
...   return lst[state], state + 1
...
>>> lst = ["a", "b", "c", "d", "e"]
>>> value, new_state = it(lst, state)
>>> value
'a'
>>> state, new_state
(0, 1)
>>> it(lst, new_state)
('b', 2)
>>> state, new_state
(0, 1)

为什么迭代器在 Python 文档中被认为是函数式的？

Why iterator is considered functional-style in the Python documentation?

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