如果你不能在 Haskell 中改变变量的值，你如何创建数据结构？

Question

根据标题。

我有以下代码可以创建一个二叉搜索树，但是如果我想通过用户输入动态创建和更改它，如果我无法更改 haskell 中变量的值，我该怎么做？！？

find :: (Ord a) => Node a -> a -> Bool
find (Node val left right) s
    | s == val      = True
    | s < val       = find left s
    | s > val       = find right s

find Empty s = False

data Node a = Node a (Node a) (Node a)
              | Empty

myTree = Node "m"   (Node "a" Empty Empty)
                    (Node "z" Empty Empty)

提前致谢！

Answer 1

您分配了一个新的树节点，而旧的节点仍然存在。这种技术需要一个非常好的分配器，但它支持各种漂亮的设备，因为程序的其他部分仍然可以访问旧节点。对于某些涉及所谓“持久数据结构”的推测算法或其他技巧来说，这是天赐之物。

最终你为你的树分配了一个新的根，然后呢？正如 Dario 所说，您将它作为参数传递给函数（而不是将其存储在全局变量中）。

所以

• 在堆上分配的结构中字段的突变变成在堆上分配新结构。

• 全局变量的变异变成了将参数传递给函数

有时将 C 中的全局变量集合放入堆上分配的对象中也是有意义的。

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附：如果你真的想要，你可以在 Haskell 中拥有可变的全局变量。毕竟，它是世界上最好的命令式编程语言（根据 Wadler 或 Peyton Jones 的说法，我忘记了是谁）。但如果你问这个问题，你真的不想问。然而。

Answer 2

纯函数式数据结构背后的想法是计算新值而不是更改它们，并将它们（递归地）传递到参数中，而不是全局存储它们。

所以给定一个函数

insert :: Ord a => Node a -> a -> Node a

您的程序可能如下所示

-- Let the user enter k values that are stored in a tree structure
addTreeItems :: Int -> Node Int -> IO (Node Int)
addTreeItems 0 tree = return tree
addTreeItems k tree = do
    putStr "Enter new item: "
    item <- readLn
    addTreeItems (k - 1) (insert tree item) -- Recursively pass the tree

main = do
    tree <- addTreeItems 10 Empty
    -- ...

使用一元辅助函数，这可以简化为

(foldl insert Empty) `liftM` (sequence $ replicate k (putStr "Enter new item: " >> readLn))

如果您想更新某个位置的值，您将需要更高级的数据结构，例如 zipper，但仍然纯粹是功能性的！

Answer 3

达里奥给出了一个很好的直接答案。如果您想了解更深入的信息，请参阅 Chris Okasaki 撰写的 Purely Functional Data Structures，这是一本关于该主题的整本书。我自己买的，但遗憾的是，我没有时间尝试这些想法。