在 F# 中批量添加到 map

Question

我有一个简单的类型：

type Token =
    {
        Symbol:     string
        Address:    string
        Decimals:   int
    }

和一个 memory 缓存（它们在数据库中）：

let mutable private tokenCache : Map<string, Token> = Map.empty

令牌模块的一部分。

有时我会以Token array的形式添加一些新条目，并且我想更新缓存。

它很少发生（每百万次读取不到一次）。

当我用新批次更新数据库时，我也想更新缓存 map，我刚刚写了这个：

tokenCache <- tokens |> Seq.fold (fun m i -> m.Add(i.Symbol, i)) tokenCache

由于这种情况很少发生，我并不真正关心性能，所以这个问题是出于好奇：

当我这样做时，map 将在令牌数组中的每个条目重新创建一次：10 个新令牌，10 个 map 重新创建。 我认为这是处理这个问题的最“F#”方式。 这让我想到：将 map 转换为 KVP 列表，获得不同的 output 并重新创建 map 不是更有效吗？ 还是有另一种我没有想到的方法？

Answer 1

这不是对所述问题的回答，而是对您在评论中提出的问题的澄清。

你表达的这个前提是不正确的：

map 将在令牌数组中的每个条目重新创建一次

map 实际上并没有为每次插入完全重新创建。 但同时，您在评论中表达的另一个假设也是不正确的：

所以不变性是从语言的角度来看的，编译器不会在幕后重新创建 object？

不变性是真实的。 但是 map 也不会每次都重新创建。 有时确实如此，但并非每次都如此。

我不会准确描述Map的工作原理，因为这太复杂了。 相反，我将在列表中说明原理。

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F# 列表是“单链表”，这意味着每个列表包含两件事：（1）第一个元素（称为“头”）和（2）对 rest 元素（称为“尾”）的引用（指针）。 这里要注意的关键是“其余元素”部分本身也是一个列表。

因此，如果您声明这样的列表：

let x = [1; 2; 3]

它将在 memory 中表示，如下所示：

x -> 1 -> 2 -> 3 -> []

名称x是对第一个元素的引用，然后每个元素都有对下一个元素的引用，最后一个 - 对空列表的引用。 到目前为止，一切都很好。

现在让我们看看如果向这个列表中添加一个新元素会发生什么：

let y = 42 :: x

现在列表y将表示如下：

y -> 42 -> 1 -> 2 -> 3 -> []

但这幅画少了一半。 如果我们在比y更宽的 scope 中查看 memory ，我们会看到：

    x -> 1 -> 2 -> 3 -> []
         ^
         |
        /
y ->  42

因此，您会看到y列表包含两件事（就像所有列表一样）：第一个元素42和对元素1->2->3的 rest 的引用。 但是“其余元素”位不是y独有的，它有自己的名称x 。

因此，您有两个列表x和y ，分别是 3 和 4 个元素，但它们一起只占用 memory 的 4 个单元格，而不是 7 个。

还有一点需要注意的是，当我创建y列表时，我不必从头开始重新创建整个列表，我不必将1 、 2和3从x复制到y 。 这些单元格就在它们所在的位置，而y只得到了对它们的引用。

第三点要注意的是，这意味着将元素添加到列表中是一个 O(1) 操作。 没有复制所涉及的清单。

第四点（希望是最后的）要注意的是，这种方法只有在不变性的情况下才有可能。 只是因为我知道x列表永远不会改变，所以我可以参考它。 如果它可能发生变化，我将被迫复制它以防万一。

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这种安排，其中数据结构的每次迭代都构建在前一个“之上”，称为“持久数据结构”（嗯，更准确地说，它是一种持久数据结构）。

它的工作方式对于链表很容易看出，但它也适用于更多涉及的数据结构，包括地图（表示为树）。