Rust如何知道何时停止迭代没有上限的范围？

Question

在Exercism.io上进行Rust编程练习（https://exercism.io）时，我发现有些解决方案选择通过filter()过滤没有上限的范围。以下是一个示例：

pub fn nth(n: u32) -> u32 {
    let mut primes = Vec::with_capacity((n as usize) + 1);

    (2..)
        .filter(|candidate| {
            if !primes.iter().any(|i| candidate % i == 0) {
                primes.push(*candidate);
                true
            } else {
                false
            }
        })
        .nth(n as usize)
        .unwrap()
}

我想知道在这种情况下Rust何时停止迭代范围。它可能会迭代到类型的最大值，或者通过检查后续代码（例如通过检查示例中.unwrap()不会引发panic的位置）来确定何时可以停止迭代吗？

- cteniform

Answer 1

Rust中的迭代器是惰性评估的，如果您无限次调用它们的next方法，它们才会"走向无穷"。nth和take等Iterator方法在内部有限次调用next，因此没有问题。

然而，如果您在非终止循环中迭代Iterator并且Iterator生成某些基本数字类型，则在尝试超过该类型可表示的最大值时最终会遇到溢出。示例程序：

fn main() {
    for _ in (usize::MAX-1..) {
        println!("counting...");
    }
}

运行时恐慌：

thread 'main' panicked at 'attempt to add with overflow', /rustc/7eac88abb2e57e752f3302f02be5f3ce3d7adfb4/library/core/src/ops/arith.rs:107:1

但是这并不意味着无法无限迭代！一些方法，例如 cycle，允许您创建一个无限重复的序列，它将一直运行直到您手动终止程序：

fn main() {
    let a = [1, 2, 3];
    
    let mut infinite_123 = a.iter().cycle();
    
    for _ in infinite_123 {
        println!("uh oh, forever loop");
    }
}

- pretzelhammer

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请注意，溢出时的恐慌只会在调试模式下发生。在发布模式下，它将无限循环。 - maxy

Answer 2

这是由于使用了 Iterator::nth 方法。该方法会在迭代器上调用 next 方法恰好 n 次，然后停止。

- Alice Ryhl