Eksi listeleri neden işlevsel programlama ile ilişkili?

İşlevsel dillerin çoğunun, en temel liste türleri olarak tek bir bağlantılı liste ("eksiler" listesi) kullandığını fark ettim. Örnekler arasında Common Lisp, Haskell ve F #. Bu, yerel liste türlerinin diziler olduğu genel dillerden farklıdır.

Neden?

Common Lisp (dinamik olarak yazılmış) için, eksilerin listelerin, ağaçların vb. Temeli olacak kadar genel olduğu fikrine kapılıyorum. Bu küçük bir neden olabilir.

Statik olarak yazılmış diller için iyi bir mantık bulamıyorum, hatta karşı-argümanları bile bulabiliyorum:

• İşlevsel stil değişmezliği teşvik eder, bu nedenle bağlantılı listenin yerleştirme kolaylığı bir avantajdan daha düşüktür,
• İşlevsel stil değişmezliği teşvik eder, aynı zamanda veri paylaşımını; Bir dizinin "kısmen" paylaşılması, bağlantılı bir listeden daha kolaydır,
• Düzenli bir dizide desen eşleştirmesini de yapabilir ve hatta daha iyisini yapabilirsiniz (örneğin sağdan sola kolayca katlayabilirsiniz),
• Bunun üzerine ücretsiz rastgele erişim
• Ve (pratik bir avantaj) Dil statik olarak yazılmışsa, düzenli bir bellek düzeni kullanabilir ve önbellekten hızlanmayı sağlayabilirsiniz.

Peki neden bağlantılı listeleri tercih ediyorsun?

En önemli faktör, O (1) zamanında değişmez bir şekilde tek tek bir listeye hazırlanabilmenizdir; bu, n-element listelerini yinelemeli olarak O (n) zamanında oluşturmanıza olanak sağlar:

// Build a list containing the numbers 1 to n:
foo(0) = []
foo(n) = cons(n, foo(n-1))

Bunu değişmez diziler kullanarak yaptıysanız, çalışma zamanı ikinci dereceden olacaktır, çünkü her consişlemin tüm diziyi kopyalaması gerekir, bu da ikinci dereceden bir çalışma süresine yol açar.

İşlevsel stil değişmezliği teşvik eder, aynı zamanda veri paylaşımını; bir dizinin "kısmen" paylaşılması bağlantılı bir listeden daha kolaydır.

“Kısmen” paylaşarak, O (1) zamanındaki bir diziden alt dizilimi alabileceğiniz anlamına gelir, oysa bağlı listelerde kuyruğu sadece O (1) zamanla alabilir ve diğer her şey O (n) 'ye ihtiyaç duyar. Bu doğru.

Ancak birçok durumda kuyruk almak yeterlidir. Ayrıca, ucuz bir şekilde alt diziler oluşturabilmenin, eğer ucuz bir şekilde dizileri oluşturmanın bir yolu yoksa, size yardımcı olamayacağını unutmamalısınız. Ve (akıllı derleyici optimizasyonları olmadan) bir diziyi adım adım ucuz bir şekilde oluşturmanın bir yolu yoktur.

İşlev kodunda kolayca uygulanabilecek listeler olduğunu düşünüyorum.

Şema:

(define (cons x y)(lambda (m) (m x y)))

Haskell:

data  [a]  =  [] | a : [a]

Diziler daha zordur ve uygulanması neredeyse hiç hoş değildir. Son derece hızlı olmalarını istiyorsanız o zaman düşük seviyeli yazılmalıdır.

Ek olarak, özyineleme dizilerden çok listelerde daha iyi çalışır. Diziyi dizine ekleyerek, tekrarlı olarak tükettiğiniz / oluşturduğunuz bir liste sayısını düşünün.

Tek bağlantılı bir liste, en basit kalıcı veri yapısıdır .

Kalıcı veri yapıları, performans ve tamamen işlevsel programlama için çok önemlidir.

Cons düğümlerini, yalnızca bir çöp toplanmış dili varsa kolayca kullanabilirsiniz.

Eksileri düğümleri özyinelemeli aramaların işlevsel programlama tarzı ve değişmez değerleri ile çok eşleşir. Bu yüzden zihinsel programcı modeline iyi uyuyor.

Ve tarihi sebepleri de unutma. Neden hala Cons Nodları olarak adlandırılıyorlar ve daha da kötüsü hala otomobil ve cdr'yi erişimciler olarak kullanıyorlar? İnsanlar onu ders kitaplarından ve derslerden öğrenip kullanırlar.

Haklısın, gerçek dünyada dizilerin kullanımı çok daha kolay, hafıza alanının sadece yarısını tüketiyor ve önbellek seviyesi özlüyor olması nedeniyle çok daha fazla performans gösteriyor. Bunları zorunlu dillerle kullanmak için hiçbir sebep yoktur.

Bağlantılı listeler aşağıdaki nedenlerden dolayı önemlidir:

3 gibi bir sayı alıp, gibi bir halef sırasına dönüştürdüğünüzde, onunla succ(succ(succ(zero)))ikame kullandığınızda {succ=List node with some memory space}ve {zero = end of list}sonunda bir bağlantı listesi (uzunluk 3) olacaktır.

Asıl önemli kısım sayılar, yer değiştirme ve hafıza alanı ve sıfırdır.