惯用列表构造

Posted 2023-02-22

【中文标题】惯用列表构造

【英文标题】：Idiomatic list construction

【发布时间】：2015-09-02 19:00:37

【问题描述】：

我对 Haskell 和函数式编程很陌生，所以我真的不知道如何使这段代码符合地道：

type Coord = Double
data Point = Point Coord Coord Coord deriving Show

type Polyline = [Point]

-- Add a point to a polyline
addPoint :: Polyline -> Point -> Polyline
addPoint line p = p:line

line :: Polyline
line = []

constructLine :: Polyline -> Polyline
constructLine line =
    let 
        p1 = Point 2 4 87
        p2 = Point 3 7 2
        p3 = Point 23 4 8
    in addPoint (addPoint (addPoint line p1) p2) p3

main :: IO() 
main = do
    putStrLn ( show (constructLine line))

我的问题出在constructLine 函数中。如果我想添加很多点，嵌套的addPoint 函数将是一个问题。我该如何考虑这个？您还有其他可以改进的地方吗？

【问题讨论】：

提供一个给定点列表构造折线的函数。例如，您可以执行addPoints line ps = ps ++ line 或类似的操作。顺便说一句：你也可以用中缀表示法调用addPoint。

惯用的方式可能是放弃addPoint，直接将列表构造为[p3, p2, p1]，但如果您想保留该抽象，则只需创建自己的运算符，如infixr 5 #， (#) :: Point -> Polyline -> Polyline、(#) = addPoint（请注意，我在这里交换了参数顺序）。 infixr 行很重要，请确保保留它，但这意味着您可以改为将其写为 p3 # p2 # p1 # line。如果您真的想保持参数顺序，请执行infixl 5 #，它将改为line # p1 # p2 # p3。

请注意，如果您将参数顺序更改为addPoint :: Point -> Polyline -> Polyline，那么您可以将其写为addPoint p3 $ addPoint p2 $ addPoint p1 line，这可能足以满足您的目的。

【参考方案1】：

对 addPoints 的多次调用可以替换为折叠。正如评论中所建议的，反转您的 addPoint 函数会使事情变得更容易：

addPoint' :: Point -> Polyline ->  Polyline
addPoint' p line = p:line

那么你的constructLine函数可以构建一个临时列表来添加添加使用折叠：

constructLine :: Polyline -> Polyline
constructLine line =
    let
        p1 = Point 2 4 87
        p2 = Point 3 7 2
        p3 = Point 23 4 8
    in foldr addPoint' line [p3,p2,p1]

这不会破坏封装（您可以将 Polyline 的实现替换为点列表以外的其他内容）并按照新点的结束顺序使用新点（p3 在 p2 前面，等等.)

【参考方案2】：

您的 constructLine 示例让我觉得这是一个冗长的版本：

constructLine :: Polyline -> Polyline
constructLine line = [Point 23 4 8, Point 3 7 2, Point 2 4 87] ++ line

我不知道你是否遇到过这些，但请确定一下：

[Point 23 4 8, Point 3 7 2, Point 2 4 87] 只是一个列表文字。 ++ 是追加列表的函数。

通常，要将多个元素添加到列表中，您要做的就是拥有一个要添加的元素的列表，并将该列表与原始列表一起附加。

这种模式仍在继续。如果我们注意到line 是一个定义为[] 的常量，那么你的整个程序实际上只是一个冗长的版本：

type Coord = Double
data Point = Point Coord Coord Coord deriving Show

main :: IO () 
main = putStrLn (show points)
     where points = [Point 23 4 8, Point 3 7 2, Point 2 4 87]

基本上，如果在编译时知道点的值，您可以编写列表，无需经过所有这些间接操作。

【讨论】：

是的，我知道这一点，但我想抽象折线结构。无论如何感谢您的回答！

@ElieGnrd：如果折线在概念上类似于列表，但您希望保护不变量，一种简单的方法是在不透明 PolyLine 类型和列表之间来回转换函数的点。然后可以根据列表操作（Haskell 很好地支持）来完成很多逻辑，并且要创建PolyLine，您只需提供一个列表。例如，Haskell 平台中的Data.Map.Map 类型就是这样工作的——创建一个最常见的方法之一是使用函数fromList :: Ord k => [(k, v)] -> Map k v。