Ocaml List：实现追加和映射功能答案

【问题标题】：Ocaml List: Implement append and map functionsOcaml List：实现追加和映射功能
【发布时间】：2010-09-30 15:42:20
【问题描述】：

我目前正在尝试扩展朋友的 OCaml 程序。这是一些数据分析所需的大量函数。由于我不是真正的 OCaml 破解者，因此我目前陷入了（对我而言）奇怪的 List 实现：

type 'a cell = Nil
    | Cons of ('a * 'a llist)
and 'a llist = (unit -> 'a cell);;

我发现这实现了某种“惰性”列表，但我完全不知道它是如何工作的。我需要基于上述类型实现一个 Append 和一个 Map 函数。有人知道怎么做吗？

任何帮助将不胜感激！

【问题讨论】：

标签： list functional-programming map ocaml lazy-evaluation

【解决方案1】：

let rec append l1 l2 = 
    match l1 () with
        Nil -> l2 | 
        (Cons (a, l)) -> fun () -> (Cons (a, append l l2));;

let rec map f l =
    fun () -> 
        match l () with
            Nil -> Nil | 
            (Cons (a, r)) -> fun () -> (Cons (f a, map f r));;

这种惰性列表实现的基本思想是，每个计算都通过 fun () -> x 封装在一个函数中（技术术语是闭包）。只有当函数应用于 ()（单位值，不包含任何信息）时，才会计算表达式 x。

【讨论】：

【解决方案2】：

注意函数闭包本质上等同于惰性值可能会有所帮助：

lazy n : 'a Lazy.t    <=>    (fun () -> n) : unit -> 'a
force x : 'a          <=>    x () : 'a

所以'a llist 类型等价于

type 'a llist = 'a cell Lazy.t

即惰性单元格值。

根据上述定义，地图实现可能更有意义

let rec map f lst =
  match force lst with
    | Nil -> lazy Nil
    | Cons (hd,tl) -> lazy (Cons (f hd, map f tl))

将其转换回闭包：

let rec map f lst =
  match lst () with
    | Nil -> (fun () -> Nil)
    | Cons (hd,tl) -> (fun () -> Cons (f hd, map f tl))

与追加类似

let rec append a b =
  match force a with
    | Nil -> b
    | Cons (hd,tl) -> lazy (Cons (hd, append tl b))

变成

let rec append a b =
  match a () with
    | Nil -> b
    | Cons (hd,tl) -> (fun () -> Cons (hd, append tl b))

我通常更喜欢使用 lazy 语法，因为它更清楚发生了什么。

另外请注意，延迟挂起和关闭并不完全等效。例如，

let x = lazy (print_endline "foo") in
  force x;
  force x

打印

foo

而

let x = fun () -> print_endline "foo" in
  x ();
  x ()

打印

foo
foo

不同之处在于force只计算一次表达式的值。

【讨论】：

【解决方案3】：

是的，列表可以是无限的。其他答案中给出的代码将附加到无限列表的末尾，但是您没有可以编写的程序可以观察无限列表后面附加的内容。

【讨论】：