Haskell 初学者问题（定义对，类似于 Http 状态）答案

【问题标题】：Haskell beginner question (defining pairs, similar to Http statuses)Haskell 初学者问题（定义对，类似于 Http 状态）
【发布时间】：2011-09-26 21:40:14
【问题描述】：

我是 Haskell 初学者，必须定义一系列已知状态，由 Int 和 String / ByteString 组成，类似于 HTTP 状态

我永远不必从状态消息中获取状态代码。但是，我必须获得给定状态代码的状态消息。

我查看了 Network.HTTP.Types，它们为每个可能的状态代码定义了不同的“变量”、“status200”、“status201”等（类似于下面的“FoodTwo.hs”）。

如果我刚刚定义了一个返回状态代码状态消息的函数，那么（性能？）有什么影响，如下面的“FoodOne.hs”所示？

最重要的是，在 C# 或 Java 等语言中，可能会声明一个静态字典，类似于 FoodThree.hs - 我有点怀疑这是 Haskell 方式吗？为什么？

-- FoodOne.hs
statusMessage :: Int -> String
statusMessage 30 = "BBQ ready"
statusMessage 40 = "Beverages served"
statusMessage rest = "Unknown Food Status"

-- FoodTwo.hs
data FoodStatus = FoodStatus {
    fstatusCode :: Int,
    fstatusMessage :: String
}

status30 = FoodStatus 30 "BBQ ready"
status40 = FoodStatus 40 "Beverages served"

-- FoodThree.hs
statusMessages = [(30,"BBQ ready"),(40,"Beverages served")]

【问题讨论】：

标签： haskell tuples

【解决方案1】：

-- FoodOne.hs
statusMessage :: Int -> String
statusMessage 30 = "BBQ ready"
statusMessage 40 = "Beverages served"
statusMessage rest = "Unknown Food Status"

大多数编译器会将其编译为线性搜索，因此它将具有线性运行时成本。

-- FoodTwo.hs
data FoodStatus = FoodStatus {
    fstatusCode :: Int,
    fstatusMessage :: String
}

status30 = FoodStatus 30 "BBQ ready"
status40 = FoodStatus 40 "Beverages served"

这种方法无法与其他方法相比：它不提供给定（动态已知的）Int 的状态查找。但是，对于静态已知的Ints，它是最快的：查找在编译时完成一次，因此无论有多少不同的常量，都具有恒定的运行时成本。

-- FoodThree.hs
statusMessages = [(30,"BBQ ready"),(40,"Beverages served")]

在此列表中进行简单查找（例如通过内置的lookup 函数）将涉及线性搜索，因此具有线性运行时成本。

-- FoodFour.hs
import Data.Map as M
statusMessages = fromList [(30, "BBQ ready"),(40,"Beverages served")]
message n = fromMaybe "Unknown Food Status" (M.lookup n statusMessages)

Data.Map 模块实现了平衡搜索树，每次查找在不同状态的数量上花费对数时间。您还可以考虑Data.IntMap，它也需要对数时间，但具有更好的常数。

-- FoodFive.hs
import Data.Array as A
(statusLo, statusHi) = (30, 40)
statusMessages = listArray (statusLo, statusHi)
    [ Just "BBQ ready"
    , Nothing
    , Nothing
    , {- ... -}
    , Just "Beverages served"
    ]
message' n = guard (statusLo <= n && n <= statusHi) >> statusMessages ! n
message = fromMaybe "Unknown Food Status" . message'

Data.Array 模块实现了不可变数组，每次查找都需要固定时间。但是，如果您的数组是稀疏的，则这可能比其他方法具有更高的内存成本。

这些都是所有 Haskell 方式。为您选择在开发人员烦恼、速度和内存消耗之间进行适当权衡的语言，就像使用任何其他语言一样。

【讨论】：

这很有趣，我的印象是，一旦对表达式求值，它将被缓存在 Haskell 中，因此变体 1 之间的性能应该与变体 2 相似。另外，使用“status200” ，通过“statusMessage status200”访问状态消息与第一个“statusMessage 200”的相似度如何？
@kitsune 大多数编译器仅在程序员明确请求时才进行缓存——例如当他们通过 let-binding、where-binding 或顶级定义创建数据结构时——因为很难自动分析缓存的内存成本何时会得到回报。至于你的另一个问题，在FoodTwo.hs 中，fstatusMessage 函数本质上是一个指针解引用——它是一个常数时间操作。

【解决方案2】：

-- FoodThree.hs
statusMessages = [(30,"BBQ ready"),(40,"Beverages served")]

这可以很容易地在 Haskell 中使用：

fromCode n = fromMaybe "No such error" $ find ((==) n . fst) statusMessages

或者你可以使用Data.Map：

import qualified Data.Map as Map
import Data.Maybe (fromMaybe)

codemap = Map.fromList statusMessages

fromCode n = fromMaybe "No such error" $ Map.lookup n codemap

【讨论】：

您应该谈谈性能影响，因为这正是 kitsune 所问的问题。也就是说，与 Data.Map 相比，列表表示可能很慢。此外，问题不在于这是否可行，而在于这三种提议方式的利弊......

【解决方案3】：

会像下面这样的服务吗？

data FoodStatus = BBQ_READY | BEVERAGES_SERVED | ...

instance Show FoodStatus where ...

toCode status = ...
fromCode num = ...

这几乎是 FoodOne.hs，但更抽象，因此更易于操作。您可以随意实现 fromCode，并根据需要优化性能。

【讨论】：