Ruby Enumerators

一个enumerator是一个用来枚举其他对象的Enumerable对象。在Ruby1.8，需要require 'enumerator',在Ruby1.9已经内建，不需要再require，并且进行了增强。
Enumerators是类Enumerable::Enumerator，所以你可以直接new出来实例，但是通常使用to_enum或者使用enum_for（Object的方法）。如果没有参数，to_enum返回的enumerator，他的each直接delegate到目标对象的each。第一个参数是目标对象的迭代方法symbol，其他的参数都被传递给这个命名的方法。在Ruby 1.9，String已经不是Enumerable了，但是它定义了三个迭代方法each_char,each_byte,each_line。如果我们想要使用其他的Enumerable方法，比如
map，我们想基于each_char迭代器。我们可以创建一个enumerator：

s = "hello"
s.enum_for(:each_char).map{|c| c.succ } # => ["i", "f", "m", "m", "p"]

事实上，上面的例子在Ruby 1.9可以不用显式的使用to_enum或者enum_for，因为
times, upto, downto,step,each以及Enumerable相关的方法自动返回enumerator.

引用

irb(main):002:0> "hello".each_char.map{|c| c.succ }
=> ["i", "f", "m", "m", "p"]

enumerator = 3.times             # An enumerator object
enumerator.each {|x| print x }   # Prints "012"
10.downto(1).select {|x| x%2==0}  # => [10,8,6,4,2]

我们举个简单的twice例子来说明这些方法的实现：

def twice
    if block_given?
      yield
      yield
    else
       self.to_enum(:twice)
    end
end

在1.9版本，enumerable对象定义了with_index方法：

s.each_char.with_index{|c,index| puts "#{index}: #{c}" }

迭代和并发修改：
和其他语言的迭代器一样，在迭代的过程修改迭代的对象，会产生不合预期的行为：

a = [1,2,3,4,5]
a.each {|x| puts "#{x},#{a.shift}" }  # prints "1,1\n3,2\n5,3"

如果在多个线程共享一个容器，一个线程修改，另一个线程迭代，也会产生类似的
不符合预期的行为，要想避免，需要在迭代之前copy：

module Enumerable
  def each_in_snapshot &block
    snapshot = self.dup    # Make a private copy of the Enumerable object
    snapshot.each &block   # And iterate on the copy
  end
end

Enumerators有哪些用法？
1.作为proxy
就像前面说的Enumerable方法像map、select默认都会调用目标对象的each方法，
但是你想使用目标对象的each_byte,each_with_index方法来迭代，一个enumerator
就是一个简单的代理，它定义了each，并且将each方法delegate到enum_for
参数指定的目标对象的方法。

src = "hello"
puts src.enum_for(:each_byte).map { |b| "%02x" % b }.join(" ")

比如你想将一个数组传递到一个方法，因为数组是可变的，你不相信这个方法会不会改变
这个数组，因为你不期望这个方法会有副作用，那么你也可以使用enum_for得到enumerator,变成不变的代理对象:

# Call this method with an Enumerator instead of a mutable array.
# This is a useful defensive strategy to avoid bugs.
process(data.to_enum)  # Instead of just process(data)

2.作为外部迭代器:
内部迭代器：迭代器自己控制迭代，将操作施用于每一个元素，比如each,select
外部迭代器：客户程序控制迭代，使用next来得到下一个元素。
外部迭代器比较灵活一些，比如可以很容易比较两个集合是否相等，但是内部迭代器
做不到。
Enumerator有each方法作为内部迭代器，来push数据到关联的代码，同时也提供了
next，作为客户端可以pull数据的外部迭代器。
使用next来获得下一个元素，但是如果没有元素了，next就会抛出StopIteration异常。
但Ruby1.9的Kernal.loop已经隐式的处理了这个异常，所以可以：

iterator = 9.downto(1)
loop do                 # Loop until StopIteration is raised
  print iterator.next   # Print next item
end
puts "bulabulabula..."

使用外部迭代来实现内部迭代：

module Iterable
  include Enumerable
  
  def each
    loop {yeild self.next}
  end
end

或者直接定义一个内部迭代方法，将有内部迭代的对象传递给他：

def iterate(iterator)
  loop { yield iterator.next }
end
iterate(9.downto(1)) {|x| print x }

3.可以代表一段代码，进行Lazy evaluation.

fib = Enumerator.new { |y|  
     a = b = 1  
     loop {  
       y << a  
       a, b = b, a + b  
     }  
}
fib.take(10) #=> [1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55]  

PS:
使用外部迭代器的一个重要的特点可以实现并行迭代：假如你有两个集合，需要
成对迭代。下面来自The Ruby programming language的并行迭代的例子：

Code View:

# Call the each method of each collection in turn.
# This is not a parallel iteration and does not require enumerators.
def sequence(*enumerables, &block)
  enumerables.each do |enumerable|
    enumerable.each(&block)
  end
end

# Iterate the specified collections, interleaving their elements.
# This can't be done efficiently without external iterators.
# Note the use of the uncommon else clause in begin/rescue.
def interleave(*enumerables)
  # Convert enumerable collections to an array of enumerators.
  enumerators = enumerables.map {|e| e.to_enum }
  # Loop until we don't have any more enumerators.
  until enumerators.empty?
    begin
      e = enumerators.shift   # Take the first enumerator
      yield e.next            # Get its next and pass to the block
    rescue StopIteration      # If no more elements, do nothing
    else                      # If no exception occurred
      enumerators << e        # Put the enumerator back
    end
  end
end

# Iterate the specified collections, yielding tuples of values,
# one value from each of the collections. See also Enumerable.zip.
def bundle(*enumerables)
  enumerators = enumerables.map {|e| e.to_enum }
  loop { yield enumerators.map {|e| e.next} }
end

# Examples of how these iterator methods work
a,b,c = [1,2,3], 4..6, 'a'..'e'
sequence(a,b,c) {|x| print x}   # prints "123456abcde"
interleave(a,b,c) {|x| print x} # prints "14a25b36cde"
bundle(a,b,c) {|x| print x}     # '[1, 4, "a"][2, 5, "b"][3, 6, "c"]'

参考：《The Ruby programming language》