这个 Haskell 代码高效吗？答案

【问题标题】：Is this Haskell code efficient?这个 Haskell 代码高效吗？
【发布时间】：2011-05-18 22:32:19
【问题描述】：

作为初学者练习，我实现了以下函数来查找列表中的第 n 个元素：

elem_at (h:_) 0 = h  
elem_at (_:t) n = elem_at t (n-1)  
elem_at _ _     = error "Index out of bounds"

但是，如果我调用：elem_at [1,2,3,4] 5，它是否正确，只有在遍历整个列表后才会返回“索引超出范围”，以便最后一行与模式匹配_ _ 与 [] 1？更一般地说，如果列表很大，那不是性能问题吗？ ghc 能以某种方式优化这种情况吗？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

事实上，这几乎是索引列表的规范方法。您需要添加检查负数

elem_at xs n | n < 0 =  error "elem_at: negative index"

您可以为空列表添加特定匹配项：

elem_at [] _         =  error "elem_at: index too large"

以及基础和归纳案例：

elem_at (x:_)  0         =  x
elem_at (_:xs) n         =  elem_at xs (n-1)

你已经得到了列表索引的 Prelude 定义，(!!) 运算符。

可以通过worker wrapper产生一个更高效的版本，将索引测试浮动到顶层。

【讨论】：

谢谢！这就说得通了。但是等等……到数学[]_，从[1,2,3,4]和5开始，我必须使用归纳案例4次，对吧？
如果 n 太大，你会遇到 elem_at [] _ 的基本情况。这很好，因为如果将 n 与长度进行比较，最终会遍历列表一次以获取长度，然后再次查找元素。
@Tim 你是对的。补充问题：Haskell 是否在内部存储列表的长度以便查询它可以真正快速？
不。您可以编写自己的列表，但是您不能使用对列表进行操作的内置函数。已经有一些关于将列表类型变成类型类的讨论，以便可以对其进行概括，但我认为这方面没有做任何事情。此外，@Don Stewart 会更好地继续这种思路，所以我在此不再赘述。
@Frank：不，列表是简单的递归类型，data [a] = [] | a : [a]。就是这样。如果您的算法依赖于索引或取长，请考虑使用手指树或向量（Data.Sequence 或 Data.Vector）。

【解决方案2】：

我相信，haskell 的实现与在任何语言中遍历单链表一样有效。如果数据存储在不同的结构中，那么您可以在不遍历列表的情况下回答问题。

【讨论】：

我的“问题”是我非常喜欢上面的代码，因为它非常简洁。如果我什么都不写，并且在运行时仍然有非常高效的代码，那将是理想的。我已经编写了另一个版本，可以更快地触发越界错误（我认为），但它并不那么优雅。
如果您有一个静态列表并且只想快速查找，则可以通过将列表转换为数组来提高效率。 haskell.org/haskellwiki/Modern_array_libraries