Бесконечные потоки

LazyList может описывать бесконечную последовательность, поскольку его хвост не вычисляется, пока это не потребуется. Вы материализуете только начало, которое потребляете.

Это позволяет моделировать натуральные числа, простые числа или показания датчиков, не задавая ограничение заранее.

LazyList.from(1) — бесконечная последовательность 1, 2, 3, ... Вы можете взять любой конечный префикс.

Принудительное вычисление всей последовательности никогда не завершится, поэтому всегда ограничивайте её с помощью take или останавливайте предикатом.

LazyList.from(start, step) считает с заданным интервалом. Используйте его для чётных чисел, тактов или любой арифметической прогрессии.

Последовательность бесконечна, но каждый вызов take вычисляет только то, что Вы запросили.

Известный приём: определить LazyList через него самого. Последовательность Фибоначчи можно записать, объединив поток с его собственным хвостом.

Это работает только потому, что хвост остаётся невычисленным, пока не будет получена очередная ячейка.

Принудительно вычислим начало самоссылочного потока Фибоначчи.

Каждый новый элемент вычисляется на основе более ранних, уже сохранённых элементов, поэтому при получении новых значений вся последовательность остаётся эффективной.

LazyList.iterate создаёт бесконечную последовательность с помощью функции перехода. Степени, геометрический рост и конечные автоматы естественно выражаются таким способом.

Здесь каждый элемент втрое больше предыдущего — и так бесконечно.

Бесконечные потоки особенно хорошо подходят для решета Эратосфена. Возьмите простое число в голове, отфильтруйте его кратные из остальной части и повторите процесс.

Фильтрация выполняется лениво, поэтому простые числа создаются по одному по мере потребления.

Теперь получим первые десять простых чисел из этого бесконечного решета.

Принудительно вычисляется только такой объём исходного потока чисел, которого достаточно для получения десяти простых чисел. Это демонстрирует вычисления по требованию.

Методы, которым нужна вся последовательность, например length, toList для неограниченного потока или foreach без остановки, зависнут на бесконечном LazyList.

Сначала всегда ограничивайте последовательность с помощью take, takeWhile или find.

Если val хранит голову бесконечного мемоизирующего LazyList и Вы потребляете последовательность далеко вперёд, каждая вычисленная ячейка остаётся в памяти, вызывая утечку памяти.

Для длительного обхода потребляйте данные через метод, не сохраняя голову, или используйте Iterator.

Бесконечные потоки позволяют отделить создание данных от их потребления. Производитель описывает бесконечное правило, а потребитель решает, какой объём материализовать.

Это мощный функциональный шаблон для конвейеров, имитаций и ленивых источников данных.

Бесконечные LazyLists работают благодаря тому, что хвост вычисляется по требованию: from, iterate, самоссылочный fibs и решето Эратосфена генерируют элементы бесконечно, но создают только те из них, которые Вы потребляете.

Избегайте операций над всей последовательностью и удержания головы. Далее Вы научитесь лениво брать элементы и фильтровать их.