如何创建支持克隆、保留状态的Ruby外部迭代Enumerator？

你遇到的问题本质是：用enum_for生成的原生Enumerator依赖于块的闭包执行上下文，而Ruby无法复制这个上下文，所以调用clone时会抛出TypeError。要解决这个问题，我们需要手动实现一个包含状态的可枚举类，把迭代的状态（比如你的n和d）保存为实例变量，这样克隆时就能直接复制这些状态了。

解决方案：自定义可枚举类 #

我们可以创建一个专门的类来生成平方数，同时实现next、clone（通过initialize_copy）和Enumerable接口：

class SquareNumberEnumerator
  include Enumerable

  def initialize
    @n = 1
    @d = 1
  end

  # 实现Enumerable的核心方法
  def each
    loop do
      yield @n
      @d += 2
      @n += @d
    end
  end

  # 实现外部迭代的next方法
  def next
    current = @n
    @d += 2
    @n += @d
    current
  rescue StopIteration
    raise StopIteration, "iteration reached end"
  end

  # 实现克隆时的状态复制
  def initialize_copy(other)
    super
    # 复制当前的状态变量
    @n = other.instance_variable_get(:@n)
    @d = other.instance_variable_get(:@d)
  end

  # 可选：实现rewind方法重置状态
  def rewind
    @n = 1
    @d = 1
    self
  end
end

使用示例 #

现在你可以用这个自定义类来实现你想要的嵌套迭代逻辑，完全支持clone：

outer_enum = SquareNumberEnumerator.new

5.times do
  i = outer_enum.next
  printf('%2d:', i)
  inner_enum = outer_enum.clone
  3.times do
    j = inner_enum.next
    printf(' %2d', j)
  end
  print("\n")
end

运行这段代码会得到你预期的输出：

1:  4  9 16
 4:  9 16 25
 9: 16 25 36
16: 25 36 49
25: 36 49 64

关键细节解释 #

1. 状态存储：我们把原来块里的n和d变成了类的实例变量@n和@d，这样迭代的状态就和实例绑定在一起了。
2. initialize_copy方法：这是Ruby克隆对象时会调用的方法，我们在这里手动复制了另一个实例的@n和@d，确保克隆后的实例拥有和原实例完全相同的当前状态。
3. Enumerable接口：通过include Enumerable，我们可以直接使用take、each_cons等Enumerable的便捷方法，和原生Enumerator的用法保持一致：

   SquareNumberEnumerator.new.take(10) #=> [1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100]
   

为什么原生Enumerator不行？ #

当你用enum_for(__method__)生成Enumerator时，迭代的状态（n和d）是保存在方法块的闭包里的，而Ruby的闭包上下文是无法被复制的——这就是你遇到can't copy execution context错误的原因。自定义类把状态暴露为实例变量，就避开了这个限制。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Stefan