“地图”是一个循环吗？

Question

在回答this question 时，我意识到我不确定Perl 的map 是否可以被视为循环？

一方面，它像循环一样嘎嘎/走动（O(n) 是否有效，可以很容易地用等效循环重写，并且有点符合通用定义 = “不断重复的指令序列")。

另一方面，map 通常不在 Perl 的控制结构中列出，其中循环是其中的一个子集。例如。 http://en.wikipedia.org/wiki/Perl_control_structures#Loops

所以，我正在寻找一个正式的理由来说服一方与另一方。到目前为止，前者（它是一个循环）对我来说听起来更有说服力，但我对我从未在 Perl 循环列表中看到过“map”这一事实感到困扰。

Answer 1

map 本身通常使用某种循环来实现（通常用于遍历迭代器），但由于它是更高级别的结构，它通常不包含在较低级别的列表中级控制结构。

Answer 2

map 是从函数式编程中借用的比循环更高级别的概念。它没有说“从头到尾对每个项目调用这个函数”，而是说“对所有这些项目调用这个函数”。它可以实现为一个循环，但这不是重点——它也可以异步实现——它仍然是 map。

此外，它本身并不是一个真正的控制结构——如果在其实现中使用循环的每个 perl 函数都列在“循环”下会怎样？仅仅因为某些东西是使用循环实现的，并不意味着它应该被认为是它自己的循环类型。

Answer 3

“循环”更像是一个 CS 术语，而不是特定于语言的术语。如果它具有以下特征，您可以相当有信心将其称为循环：

• 迭代元素
• 每次都做同样的事情
• 是O(n)

map 非常适合这些，但它不是循环，因为它是更高级别的抽象。可以说它具有循环的属性，即使它本身不是最严格、最低级别的循环。

Answer 4

不，从我的角度来看，这不是一个循环。

（perl）循环的特点是它们可以从（last）或恢复（next，redo）。 map 不能：

map { last } qw(stack overflow);  # ERROR!  Can't "last" outside a loop block

错误信息表明 perl 本身并不认为评估块是一个循环块。

Answer 5

从学术角度来看，可以根据地图的定义方式为这两种情况提供案例。如果它总是按顺序迭代，那么foreach 循环可以由map 模拟，使两者等效。 map 的一些其他定义可能允许无序执行列表以提高性能（在线程甚至单独的计算机之间划分工作）。 foreach 构造也可以这样做。

但就 Perl 5 而言，map 总是按顺序执行，使其相当于一个循环。表达式map $_*2, 1, 2, 3 的内部结构导致以下执行顺序操作码，表明map 在内部构建为类似while 的控制结构：

OP  enter
COP nextstate
OP  pushmark
SVOP const IV 1
SVOP const IV 2
SVOP const IV 3
LISTOP mapstart
LOGOP (0x2f96150) mapwhile  <-- while still has items, shift one off into $_
    PADOP gvsv GV *_            
    SVOP const IV 2             loop body
    BINOP multiply              
    goto LOGOP (0x2f96150)  <-- jump back to the top of the loop
LISTOP leave 

Answer 6

地图是higher-order function。这同样适用于 grep。图书Higher-Order Perl 详细解释了这个想法。

很遗憾看到讨论转向了实现细节，而不是概念。

Answer 7

这里将 map 定义为recurrence：

sub _map (&@) {
    my $f = shift;

    return unless @_;

    return $f->( local $_ = shift @_ ),
           _map( $f, @_ );
}

my @squares = _map { $_ ** 2 } 1..100;

Answer 8

这一切都取决于你如何看待它......

一方面，Perl 的map 可以被认为是一个循环，只是因为它是在（当前版本的）Perl 中实现的。

不过，另一方面，我将其视为功能性 map 并选择相应地使用它，其中包括仅假设将访问列表的所有元素，但不做任何假设关于他们将被访问的顺序。除了这带来的功能纯度的程度和给map 一个存在和被使用而不是for 的理由之外，如果某些未来版本的Perl 提供map 的可并行实现，这也让我保持良好状态。 （并不是说我对这种情况有任何期望......）

Answer 9

map 函数在 Perl 中不是循环。这可以通过next、redo 和last 在map 中的失败清楚地看出：

perl -le '@a = map { next if $_ %2; } 1 .. 5; print for @a'
Can't "next" outside a loop block at -e line 1.

要在map 中实现所需的效果，您必须返回一个空列表：

perl -le '@a = map { $_ %2 ? () : $_ } 1 .. 5; print for @a'
2
4

我认为转换是像map 这样的构造更好的名称。它将一个列表转换为另一个列表。与map 类似的函数是List::Util::reduce，但它不是将一个列表转换为另一个列表，而是将一个列表转换为一个标量值。通过使用变换这个词，我们可以谈论这两个高阶函数的共同点。

也就是说，它通过访问列表中的每个成员来工作。这意味着它的行为很像循环，并且取决于您对“循环”的定义，它可能符合条件。注意，我的定义意味着这段代码中也没有循环：

#!/usr/bin/perl

use strict;
use warnings;

my $i = 0;
FOO:
    print "hello world!\n";
goto FOO unless ++$i == 5;

Perl 实际上在其文档中使用了define the word loop：

   loop
       A construct that performs something repeatedly, like a roller
       coaster.

根据这个定义，map 是一个循环，因为它重复执行其块；但是，它也定义了“循环控制语句”和“循环标签”：

   loop control statement
       Any statement within the body of a loop that can make a loop
       prematurely stop looping or skip an "iteration".  Generally you
       shouldn't try this on roller coasters.

   loop label
       A kind of key or name attached to a loop (or roller coaster) so
       that loop control statements can talk about which loop they want to
       control.

我认为将map 称为循环是不精确的，因为next 及其亲属被定义为loop control statements，它们无法控制map。

不过，这一切都只是在玩文字游戏。将map 描述为like-a-loop 是向某人介绍它的一种非常有效的方式。甚至map 的文档也使用foreach 循环作为其示例的一部分：

               %hash = map { get_a_key_for($_) => $_ } @array;

           is just a funny way to write

               %hash = ();
               foreach (@array) {
                   $hash{get_a_key_for($_)} = $_;
               }

不过，这一切都取决于上下文。当你试图让他或她理解这个概念时，将乘法描述为重复加法是很有用的，但你不希望他或她继续那样想。你会希望他或她学习乘法规则，而不是总是转换回加法规则。

Answer 10

您的问题涉及分类问题。至少在一种解释下，询问map 是否是一个循环就像询问map 是否是“循环”的一个子集。以这种方式构架，我认为答案是否定的。虽然map 和 Loop 有很多共同点，但也有重要的区别。

• 循环控制：Chas. Owens makes a strong case Perl 循环受循环控制，如 next 和 last，而 map 不是。
• 返回值：map的目的就是它的返回值；有循环，没那么多。

我们在现实世界中总是会遇到这样的关系——彼此有很多共同点，但都不是彼此的完美子集。

 -----------------------------------------
|Things that iterate?                     |
|                                         |
|      ------------------                 |
|     |map()             |                |
|     |                  |                |
|     |          --------|----------      |
|     |          |       |          |     |
|     |          |       |          |     |
|      ------------------           |     |
|                |                  |     |
|                |              Loop|     |
|                 ------------------      |
|                                         |
 -----------------------------------------

Answer 11

我认为 map 更类似于运算符，例如乘法。您甚至可以将整数乘法视为加法循环:)。这当然不是一个循环，即使它是以这种方式愚蠢地实现的。我看地图也是这样。

Answer 12

FM 和 Dave Sherohman 的回答都很好，但让我添加另一种查看地图的方式。

map 是一个保证能够准确查看结构中的每个元素一次的函数。它不是 control 结构，因为它（本身）是一个纯函数。换句话说，地图保留的不变量非常强大，比“循环”强得多。因此，如果您可以使用映射，那就太好了，因为您可以“免费”获得所有这些不变量，而如果您使用（更通用！）控制结构，则必须自己建立所有这些不变量想确保你的代码是正确的。

这确实是许多高阶函数的美妙之处：您可以免费获得更多不变量，因此作为程序员，您可以将宝贵的思考时间用于维护与应用程序相关的不变量，而不必担心低级函数依赖于实现的问题。

Answer 13

我认为map 符合Functor 的定义。

Answer 14

Perl 中的映射是一个高阶函数，它将给定函数应用于数组的所有元素并返回修改后的数组。

这是使用迭代循环还是通过递归或任何其他方式实现的不相关且未指定。

所以地图不是循环，尽管它可以使用循环来实现。

Answer 15

如果忽略左值，地图只会看起来像一个循环。你不能用 for 循环来做到这一点：

print join ' ', map { $_ * $_ } (1 .. 5)
1 4 9 16 25