面试题：Rust中如何用合理方式表示可能无限的数据结构

Question

在Rust编程中，假设你要设计一个可以表示类似无限序列（如斐波那契数列无限延伸）的数据结构，描述你会使用哪些Rust的特性（如迭代器、生成器等）来实现这种可能无限的数据结构的表示与初步处理，无需给出完整代码，但要清晰阐述思路和关键步骤。

Answer 1

1. 使用迭代器：
   • 思路：在Rust中，迭代器是处理序列数据的强大工具。对于无限序列，我们可以实现一个自定义的迭代器。通过实现Iterator trait，来定义如何生成序列的下一个值。
   • 关键步骤：
     • 定义一个结构体来保存生成无限序列所需的状态。例如，对于斐波那契数列，结构体中需要保存前两个值，用于计算下一个值。
     • 为该结构体实现Iterator trait。在next方法中，根据当前状态计算并返回序列的下一个值，同时更新结构体的状态。对于斐波那契数列，next方法会根据结构体中保存的前两个值计算出新值，并更新前两个值为当前值和新计算的值。
2. 使用生成器（Rust的async/await特性可以模拟类似生成器功能）：
   • 思路：虽然Rust没有传统意义上的生成器，但async/await机制可以实现类似的功能。通过async函数返回一个Future，这个Future可以按需生成序列中的值。
   • 关键步骤：
     • 定义一个async函数，该函数返回一个Future。在函数内部，使用loop构造一个无限循环。
     • 在loop中，计算序列的下一个值，然后使用yield类似的行为（在async中通过await暂停并返回值）返回该值。例如对于斐波那契数列，在loop中计算新值并通过适当的方式返回，每次调用await时返回一个新的斐波那契数。同时更新用于计算下一个值的状态。