将C ++代码翻译成Haskell

Question

我试图将这段c ++代码翻译成haskell但不能真正理解它。 这取自http://cs.stanford.edu/people/eroberts/courses/cs106b/chapters/07-backtracking-algorithms.pdf中的nim.cpp。

C ++：

const int MAX_MOVE = 3;
const int NO_GOOD_MOVE = -1;

int FindGoodMove(int nCoins) {
    for (int nTaken = 1; nTaken <= MAX_MOVE; nTaken++) {
        if (IsBadPosition(nCoins - nTaken)) return nTaken;
    }
    return NO_GOOD_MOVE;
}

bool IsBadPosition(int nCoins) {
    if (nCoins == 1) return true;
    return FindGoodMove(nCoins) == NO_GOOD_MOVE;
}

到目前为止，我在haskell做了：

findGoodMove nCoins = if isBadPosition (nCoins - nTaken) == True
                        then nTaken
                        else -1
                    where nTaken = 1

isBadPosition nCoins = if nCoins == 1
                        then True
                        else findGoodMove(nCoins) == -1

我陷入了for循环部分。 我真的想要一些关于如何将其翻译成haskell的建议。

提前致谢。

Answer 1

首先，我会使用Haskell的更丰富的类型系统来编码findGoodMove失败，给它类型

findGoodMove :: Int -> Maybe Int

并且isBadPosition可以具有该类型

isBadPosition :: Int -> Bool

接下来我们可以继续实施。 对于这一点，我将需要进口isNothing从Data.Maybe

import Data.Maybe

maxMove :: Int
maxMove = 3

findGoodMove :: Int -> Maybe Int
findGoodMove nCoins = loop 1
    where
        loop nTaken
            | nTaken == maxMove               = Nothing
            | isBadPosition (nCoins - nTaken) = Just nTaken
            | otherwise                       = loop (nTaken + 1)

isBadPosition :: Int -> Bool
isBadPosition 1      = True
isBadPosition nCoins = isNothing $ findGoodMove nCoins

因此，通过使用Maybe Int而不是Int for findGoodMove ，我们可以在类型系统级别编码，此函数具有单一故障模式（即NO_GOOD_MOVE ），我认为这会使意图更加清晰并确保我们不会意外地对待NO_GOOD_MOVE标志作为我们代码中其他地方的有效值。

对于循环部分，我已经定义了一个本地称为loop的递归函数，从1开始，并且有3个分支。 如果nTaken达到我们移动的最大值，我们已经到了循环结束并返回Nothing （ NO_GOOD_MOVE ）。 如果那个条件为False ，那么我们检查nCoins - nTaken是一个不好的位置，如果是，我们返回Just nTaken 。 如果这些条件都不是True ，那么我们再次使用nTaken + 1执行循环。

对于isBadPosition ，我们知道如果nCoins == 1 ，它是True ，所以我们可以使用模式匹配来处理这个简单的情况。 否则，我们必须知道findGoodMove nCoins成功，如果它不是Nothing ，它只会成功。 Data.Maybe.isNothing函数在这里很有用，可以快速检查它是否为Nothing或Just something ，因此它也使这个案例变得简单。

Answer 2

像这样的东西？

max_move = 3
no_good_move = -1

findGoodMove nCoins = findGoodMoveStep nCoins 1

findGoodMoveStep nCoins nTaken = if nTaken> max_move
                        then no_good_move
                        else if isBadPosition (nCoins - nTaken) == True
                        then nTaken
                        else findGoodMoveStep nCoins nTaken+1


isBadPosition nCoins = if nCoins == 1
                        then True
                        else findGoodMove(nCoins) == no_good_move

Answer 3

与@bheklilr的答案中定义loop函数不同，您可以使用列表理解 ，这是Haskell语言中的强大工具。 然后你可以使用模式匹配来正确选择nTaken 。

maxMove :: Int
maxMove = 3

findGoodMove :: Int -> Maybe Int
findGoodMove nCoins =
  let choices = [nTaken | nTaken <- [1..maxMove], isBadPosition (nCoins - nTaken)]
  in case choices of
    [] -> Nothing
    (nTaken:_) -> Just nTaken

isBadPosition :: Int -> Bool
isBadPosition 1 = True
isBadPosition nCoins = findGoodMove nCoins == Nothing

因为Haskell很懒。 列表choices将不会完全构建。 一旦找到第一个有效的nTaken它就会停止。 因此函数findGoodMove的时间复杂度与C ++版本相同。