以下 Lua 迭代器是否无状态？

PIL 书中将其称为“具有复杂状态的迭代器”。

http://www.lua.org/pil/7.4.html

这不是一个stateless iterator，而是一个有complex state的迭代器。

在stateless iterators中，只有一个控制变量，它应该在整个迭代器中被视为一个纯值。

您可以考虑使用闭包来实现这个。虽然不是完全无状态，但使用了upvalues而不是表查找，应该更有效率。

local function allSubstrings (str)
    if type(str) ~= "string" or str == "" then
        return function () end -- NOP out on first iteration
    end

    local length = #str
    local start, ending = 1, 1

    return function ()
        if ending > length then return nil end

        local st, ed = start, ending

        if start == ending then
            ending = ending + 1
            start = 1
        else
            start = start + 1
        end

        return string.sub(str, st, ed)
    end
end

for substr in allSubstrings("abcd123") do
    print(substr)
end

PIL关于无状态迭代器的章节说明：

正如其名称所示，无状态迭代器是一种不保留任何状态的迭代器。因此，我们可以在多个循环中使用同一个无状态迭代器，避免创建新闭包的成本。

在代码中，这意味着以下两个 for 循环:

f, s, var = pairs( t )
for k,v in f, s, var do print( k, v ) end
for k,v in f, s, var do print( k, v ) end

应产生相同的输出。这仅在迭代过程中不更改不变状态 s 或迭代器函数 f 的任何上值时有效，否则第二个 for 循环将与第一个循环具有不同的起始条件。

因此，您的迭代器不是无状态迭代器，因为您在迭代过程中更改了不变状态。

有一种方法可以使您的迭代器无状态（流行的Lua库luafun广泛使用此技术）：将所有可变状态保存在循环控制变量 var 中（即使每个分配步骤都需要分配一个新表）：

local function iter( str, var )
  if type( str ) ~= "string" or str == "" then return nil end
  if var[ 2 ] > #str then return nil end
  local start, ending = var[ 1 ], var[ 2 ]
  if start == ending then
    return { 1, ending+1 }, string.sub( str, start, ending )
  else
    return { start+1, ending }, string.sub( str, start, ending )
  end
end

function allSubstrings2( str )
  return iter, str, { 1, 1 }
end

for _,substr in allSubstrings2( "abcd123" ) do
  print( substr )
end

缺点是第一个迭代变量 var （循环控制变量）对迭代器用户没有有用的含义，而且由于您必须为每个迭代步骤分配一个表，因此“避免创建新闭包的成本”几乎没有意义。

luafun 仍然使用此方法，因为它无法重新创建迭代器元组（它通过函数参数从外部代码传递），并且对于某些算法，您绝对需要多次运行相同的迭代。

另一种方法是将所有可变状态集中在“不变状态” s 中（f 的所有上值必须是不可变的），并提供一种复制/克隆此状态以供稍后迭代的方法：

f, s, var = allSubstrings("abcd123")
s2 = clonestate( s )
for str in f, s, var do print( str ) end
for str in f, s2, var do print( str ) end

这仍然不是无状态迭代器，但比具有堆分配的循环控制变量的无状态迭代器更节省内存，并且允许您重新启动迭代。