定義流時，我應該使用val還是def？

Question

在回答一個StackOverflow的問題，我創建了一個流作爲VAL，像這樣：

val s:Stream[Int] = 1 #:: s.map(_*2) 

，有人告訴我，高清應該用來代替VAL因爲Scala卡塔抱怨（如不Eclipse中的Scala工作表）：「前向引用擴展了數值s的定義」。

但Stream文檔中的示例使用val。哪一個是對的？

Answer 1

只要變量是類的字段而不是局部變量，Scalac和REPL就可以使用該代碼（使用val）。你可以讓變量懶惰來滿足Scala Kata，但是你通常不希望在一個真正的程序中以這種方式使用def（也就是說，根據它本身來定義Stream）。如果這樣做，每次調用方法時都會創建一個新的Stream，所以以前的計算結果（保存在Stream中）永遠不會被重用。如果你使用這樣一個Stream中的很多值，性能會很糟糕，最終你會耗盡內存。

該程序以這種方式使用高清演示了此問題：

// Show the difference between the use of val and def with Streams. 

object StreamTest extends App { 

    def sum(p:(Int,Int)) = { println("sum " + p); p._1 + p._2 } 

    val fibs1: Stream[Int] = 0 #:: 1 #:: (fibs1 zip fibs1.tail map sum) 
    def fibs2: Stream[Int] = 0 #:: 1 #:: (fibs2 zip fibs2.tail map sum) 

    println("========== VAL ============") 
    println("----- Take 4:"); fibs1 take 4 foreach println 
    println("----- Take 5:"); fibs1 take 5 foreach println 

    println("========== DEF ============") 
    println("----- Take 4:"); fibs2 take 4 foreach println 
    println("----- Take 5:"); fibs2 take 5 foreach println 
} 

這裏是輸出：

========== VAL ============ 
----- Take 4: 
0 
1 
sum (0,1) 
1 
sum (1,1) 
2 
----- Take 5: 
0 
1 
1 
2 
sum (1,2) 
3 
========== DEF ============ 
----- Take 4: 
0 
1 
sum (0,1) 
1 
sum (0,1) 
sum (1,1) 
2 
----- Take 5: 
0 
1 
sum (0,1) 
1 
sum (0,1) 
sum (1,1) 
2 
sum (0,1) 
sum (0,1) 
sum (1,1) 
sum (1,2) 
3 

注意，當我們使用VAL：

• 的「採取5「沒有重新計算由」採取4「計算的值。
• 計算「take 4」中的第4個值不會導致重新計算第3個值。

但是，當我們使用def時，這兩者都不是真的。 Stream的每一次使用，包括它自己的遞歸，都是從頭開始用新的Stream開始的。由於產生第N個值需要我們首先產生N-1和N-2的值，其中每一個必須產生它自己的兩個前置值，依此類推，產生一個值所需的sum（）斐波那契序列本身：0,0,1,2,4,7,12,20,33 ....因爲所有這些流同時在堆中，所以我們很快就會耗盡內存。

所以考慮到糟糕的性能和內存問題，您通常不希望在創建Stream時使用def。

但它可能是，你實際上做每次都想要一個新的流。假設您想要一個隨機整數流，並且每次訪問Stream時都需要新整數，而不是以前計算整數的重播。而那些以前計算的值，因爲你不想重用它們，會不必要地佔用堆空間。在這種情況下，這是有道理的，讓你得到一個新的數據流的每個時間，不要抓住它以高清使用，以便它可以被垃圾收集：

scala> val randInts = Stream.continually(util.Random.nextInt(100)) 
randInts: scala.collection.immutable.Stream[Int] = Stream(1, ?) 

scala> (randInts take 1000).sum 
res92: Int = 51535 

scala> (randInts take 1000).sum 
res93: Int = 51535     <== same answer as before, from saved values 

scala> def randInts = Stream.continually(util.Random.nextInt(100)) 
randInts: scala.collection.immutable.Stream[Int] 

scala> (randInts take 1000).sum 
res94: Int = 49714 

scala> (randInts take 1000).sum 
res95: Int = 48442     <== different Stream, so new answer 

製作randInts的方法使我們每次獲得一個新的Stream，所以我們得到新的值，並且Stream可以被收集。

請注意，這裏只使用def是有意義的，因爲新值不依賴於舊值，所以randInts不是根據自身定義的。Stream.continually是生成這種Streams的簡單方法：您只需告訴它如何創建一個值，併爲您製作Stream。