如何在 Scala 中创建不可变的双链表？答案

【问题标题】：How to create immutable Doubly LinkedList in Scala?如何在 Scala 中创建不可变的双链表？
【发布时间】：2020-12-02 03:20:32
【问题描述】：

有人可以通过展示其中一种方法实现来帮助我在 Scala 中创建不可变的双向链表吗？另外，您能否通过让我们实现 prepend(element:Int): DoublyLinkedList[Int] 来提供一个示例？

【问题讨论】：

你不能创建一个不可变的双向链表，否则效率会非常低，因为任何返回新列表的操作都需要复制整个列表，这意味着即使是空列表也需要复制而不是共享。 - 你为什么需要这个？做作业？如果是这样，您至少能够实现单个链表吗？
当您创建一个新元素时，您可以将对前一个元素的引用传递给它并使其不可变。但只有在创建此元素之后，您才有可以传递给前一个元素的引用，以便将其存储为“下一个”。您也不能有一个 Nil 元素，因为它不能指向 2 个不同列表中的 2 个先前元素。事实上，在创建新元素时，您不能重用列表中的任何元素。因此，您必须在每个操作上重新分配整个列表，使其基本上是一个没有 O(1) 索引访问的无效不可变数组。
查找搜索词“Credit Card Transform”和“Tying the Knot”。这是您需要的两个技巧。
OMG!
这能回答你的问题吗？ Is it possible to write an immutable doubly linked list?

标签： scala doubly-linked-list

【解决方案1】：

用文本版本的链接补充已经链接的视频并包括重要的引语：

这在Immutable Doubly Linked Lists in Scala with Call-By-Name and Lazy Values进行了描述

双向链表在 Scala 中并没有提供太多好处，恰恰相反。

所以从实际的角度来看，这个数据结构是毫无用处的，这就是为什么......在 Scala 标准集合库中没有双向链表

综上所述，双向链表是对不可变数据结构心智模型的一次极好的练习。

想一想：Java 中的这个操作应该分 3 步完成：

新节点

新节点的prev是1

1 的下一个是新节点

如果我们可以在同一个表达式中执行新的 1 ⇆ 2，我们就成功了；然后我们可以递归地将此操作应用于列表的其余部分。奇怪的是，这是可能的。

class DLCons[+T](override val value: T, p: => DLList[T], n: => DLList[T]) extends DLList[T] {
  // ... other methods

  override def updatePrev[S >: T](newPrev: => DLList[S]) = {
    lazy val result: DLCons[S] = new DLCons(value, newPrev, n.updatePrev(result))
    result
  }
  
}

看updatePrev：我们正在创建一个新节点，它的下一个引用立即指向一个递归调用；递归调用在当前的下一个节点上，它将更新它自己之前对我们仍在定义的结果的引用！这种前向引用只有在存在惰性值和按名称参数时才有可能。

【讨论】：

【解决方案2】：

Call By Name & lazy val (Call by need) 使得拥有不可变的双向链表成为可能。

【讨论】：