在scala中以恒定时间连接列表？

Question

在 Scala 中，是否有用于在恒定时间内连接两个列表（或数组、向量或列表缓冲区等）的内置函数或外部库？这样的操作可能会破坏/改变两个原始列表。据我所知，我看到的所有用于连接列表的函数都以线性时间运行。

非常感谢。

Answer 1

UnrolledBuffer 的 concat 方法采用另一个 UnrolledBuffer 并在 O(1) 中返回它们的连接。它对参数缓冲区具有破坏性 - 在调用此方法后第二个缓冲区将是空的。

Answer 2

函数式语言中解决恒定时间追加的经典（至少可以追溯到Hughes '84）方法是通过"difference lists"，其中追加到列表被编码为函数组合。

这是 Haskell 中的一个草图：

newtype DList a = DL { unDL :: [a] -> [a] }

所以 DList 是一个从列表到列表的函数。一些介绍形式：

-- The empty list is the identity function
empty       = DL id    

-- Singletons are the compositions of the cons function
singleton   = DL . (:)

-- Appending two lists is just composition
append xs ys = DL (unDL xs . unDL ys)

完整的实现是on Hackage，翻译成Scala应该很简单。

Answer 3

我在想DoubleLinkedList 可以提供恒定时间追加，因为您可以将一个列表的末尾连接到另一个列表的开头，而无需遍历其中一个。

但是，scala.collections.mutable.DoubleLinkedList 或 java.util.List 都不是这样工作的。

原因可能是这意味着a.append(b) 会同时修改a 和b，这是出乎意料的。

Answer 4

这是一个简单的不可变数据结构，支持恒定时间连接。它只是表明它是可能的，但并不打算用于实际用途。用于检索元素的 items 实现的运行时间非常糟糕，可以通过使用迭代器遍历树来轻松改进。

我想知道是否有更好的数据结构？

sealed abstract class Tree[+T] {
  def items: List[T]
  def append[U >: T](v: U): Tree[U] = this append Leave(v)
  def append[U >: T](other: Tree[U]) = Node(this, other)
}

case class Node[+T](val left: Tree[T], val right: Tree[T]) extends Tree[T] {
  def items = left.items ++ right.items
}

case class Leave[+T](val value: T) extends Tree[T] {
  def items = List(value)
}

case object EmptyTree extends Tree[Nothing] {
  def items = Nil
}

object ConstantTimeConcatenation {
  def main(args: Array[String]) {
    val first = EmptyTree append 1 append 2 append 3
    val second = EmptyTree append 4 append 5
    val both = first append second // runs in linear time
    println(both.items)
  }
}