如何延迟连接流？

我正在尝试实现一个在其实现中使用其自身的另一个实例的流。该流前面有一些常量元素（使用 IntStream.concat），因此只要串联流惰性地创建非常量部分，这应该就可以工作。我认为使用StreamSupport.intStream 重载采用供应商 https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/stream/StreamSupport.html#intStream-java.util.function.Supplier-int-boolean-与 IntStream.concat （其中“创建一个延迟连接的流” https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/stream/IntStream.html#concat-java.util.stream.IntStream-java.util.stream.IntStream-）应该足够懒，只在需要元素时才创建第二个分割器，但即使创建流（不评估它）也会溢出堆栈。如何延迟连接流？

我正在尝试从以下位置移植流式素数筛这个答案 https://stackoverflow.com/a/10733621/3614835进入Java。该筛子使用其自身的另一个实例（ps = postponed_sieve()在 Python 代码中）。如果我破坏最初的四个常量元素（yield 2; yield 3; yield 5; yield 7;）到他们自己的流中，很容易将生成器实现为分割器：

/**
 * based on https://stackoverflow.com/a/10733621/3614835
 */
static class PrimeSpliterator extends Spliterators.AbstractIntSpliterator {
    private static final int CHARACTERISTICS = Spliterator.DISTINCT | Spliterator.IMMUTABLE | Spliterator.NONNULL | Spliterator.ORDERED | Spliterator.SORTED;
    private final Map<Integer, Supplier<IntStream>> sieve = new HashMap<>();
    private final PrimitiveIterator.OfInt postponedSieve = primes().iterator();
    private int p, q, c = 9;
    private Supplier<IntStream> s;
    PrimeSpliterator() {
        super(105097564 /* according to Wolfram Alpha */ - 4 /* in prefix */,
                CHARACTERISTICS);
        //p = next(ps) and next(ps) (that's Pythonic?)
        postponedSieve.nextInt();
        this.p = postponedSieve.nextInt();
        this.q = p*p;
    }

    @Override
    public boolean tryAdvance(IntConsumer action) {
        for (; c > 0 /* overflow */; c += 2) {
            Supplier<IntStream> maybeS = sieve.remove(c);
            if (maybeS != null)
                s = maybeS;
            else if (c < q) {
                action.accept(c);
                return true; //continue
            } else {
                s = () -> IntStream.iterate(q+2*p, x -> x + 2*p);
                p = postponedSieve.nextInt();
                q = p*p;
            }
            int m = s.get().filter(x -> !sieve.containsKey(x)).findFirst().getAsInt();
            sieve.put(m, s);
        }
        return false;
    }
}

我第一次尝试 primes() 方法返回一个 IntStream，它将常量流与新的 PrimeSpliterator 连接起来：

public static IntStream primes() {
    return IntStream.concat(IntStream.of(2, 3, 5, 7),
            StreamSupport.intStream(new PrimeSpliterator()));
}

调用 primes() 会导致 StackOverflowError，因为 primes() 始终实例化 PrimeSpliterator，但 PrimeSpliterator 的字段初始值设定项始终调用 primes()。然而，StreamSupport.intStream 的重载需要一个供应商，这应该允许延迟创建 PrimeSpliterator：

public static IntStream primes() {
    return IntStream.concat(IntStream.of(2, 3, 5, 7),
            StreamSupport.intStream(PrimeSpliterator::new, PrimeSpliterator.CHARACTERISTICS, false));
}

然而，我却得到了一个具有不同回溯的 StackOverflowError （在重复时进行了修剪）。请注意，递归完全发生在对 primes() 的调用中——终端操作 iterator() 永远不会在返回的流上调用。

Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
    at java.util.stream.StreamSpliterators$DelegatingSpliterator$OfInt.<init>(StreamSpliterators.java:582)
    at java.util.stream.IntPipeline.lazySpliterator(IntPipeline.java:155)
    at java.util.stream.IntPipeline$Head.lazySpliterator(IntPipeline.java:514)
    at java.util.stream.AbstractPipeline.spliterator(AbstractPipeline.java:352)
    at java.util.stream.IntPipeline.spliterator(IntPipeline.java:181)
    at java.util.stream.IntStream.concat(IntStream.java:851)
    at com.jeffreybosboom.projecteuler.util.Primes.primes(Primes.java:22)
    at com.jeffreybosboom.projecteuler.util.Primes$PrimeSpliterator.<init>(Primes.java:32)
    at com.jeffreybosboom.projecteuler.util.Primes$$Lambda$1/834600351.get(Unknown Source)
    at java.util.stream.StreamSpliterators$DelegatingSpliterator.get(StreamSpliterators.java:513)
    at java.util.stream.StreamSpliterators$DelegatingSpliterator.estimateSize(StreamSpliterators.java:536)
    at java.util.stream.Streams$ConcatSpliterator.<init>(Streams.java:713)
    at java.util.stream.Streams$ConcatSpliterator$OfPrimitive.<init>(Streams.java:789)
    at java.util.stream.Streams$ConcatSpliterator$OfPrimitive.<init>(Streams.java:785)
    at java.util.stream.Streams$ConcatSpliterator$OfInt.<init>(Streams.java:819)
    at java.util.stream.IntStream.concat(IntStream.java:851)
    at com.jeffreybosboom.projecteuler.util.Primes.primes(Primes.java:22)
    at com.jeffreybosboom.projecteuler.util.Primes$PrimeSpliterator.<init>(Primes.java:32)
    at com.jeffreybosboom.projecteuler.util.Primes$$Lambda$1/834600351.get(Unknown Source)
    at java.util.stream.StreamSpliterators$DelegatingSpliterator.get(StreamSpliterators.java:513)
    at java.util.stream.StreamSpliterators$DelegatingSpliterator.estimateSize(StreamSpliterators.java:536)
    at java.util.stream.Streams$ConcatSpliterator.<init>(Streams.java:713)
    at java.util.stream.Streams$ConcatSpliterator$OfPrimitive.<init>(Streams.java:789)
    at java.util.stream.Streams$ConcatSpliterator$OfPrimitive.<init>(Streams.java:785)
    at java.util.stream.Streams$ConcatSpliterator$OfInt.<init>(Streams.java:819)
    at java.util.stream.IntStream.concat(IntStream.java:851)
    at com.jeffreybosboom.projecteuler.util.Primes.primes(Primes.java:22)

如何足够懒惰地连接流以允许流在其实现中使用自身的另一个副本？

您显然认为 Streams API 将其惰性保证扩展到了 spliterator 的实例化；这是不正确的。它期望能够在实际消费开始之前随时实例化流的分割器，例如只是为了找出流的特征和报告的大小。消费仅通过调用开始trySplit, tryAdvance, or forEachRemaining.

考虑到这一点，您可以在需要之前初始化推迟的筛选。您无法使用其任何结果，直到else if参与tryAdvance。因此，将代码移至最后可能的时刻，以保证正确性：

@Override
public boolean tryAdvance(IntConsumer action) {
    for (; c > 0 /* overflow */; c += 2) {
        Supplier<IntStream> maybeS = sieve.remove(c);
        if (maybeS != null)
            s = maybeS;
        else {
            if (postponedSieve == null) {
              postponedSieve = primes().iterator();
              postponedSieve.nextInt();
              this.p = postponedSieve.nextInt();
              this.q = p*p;
            }
            if (c < q) {
              action.accept(c);
              return true; //continue

我认为，有了这个改变，即使你第一次尝试primes()应该管用。

如果您想继续使用当前的方法，您可以使用以下习惯用法：

Stream.<Supplier<IntStream>>of(
  ()->IntStream.of(2, 3, 5, 7),
  ()->intStream(new PrimeSpliterator()))
.flatMap(Supplier::get);

你可能会发现这给了你足够多的懒惰。