纯函数式编程语言中的双重链接列表

Question

如何用纯函数式语言编写双向链表？ 也就是说，像Haskell这样的东西，你不在Monad，所以你没有变异。 可能吗？ （单链表很明显很简单）。

Answer 1

在纯函数式语言中，双向链表并不那么有趣。 双向链表的想法是能够抓住节点并朝任一方向前进，或者能够拼接到列表的中间。 在纯函数式语言中，您最好使用以下两种数据结构之一：

• 一个单独链接的列表，中间有一个指针，您可以从左侧或右侧（Huet的“Zipper”的变体）

• 手指树，是由Ralf Hinze和Ross Paterson发明的令人兴奋的数据结构。

我是拉链的忠实粉丝; 它在很多情况下都很有用。

Answer 2

有很多方法。

如果你不想在构建它之后改变双向链表，你就可以依靠懒惰来“打结”。

http://www.haskell.org/haskellwiki/Tying_the_Knot

如果你想要一个可变的双链表，你需要以某种方式伪造引用 - 或者使用真正的引用 - 这是Oleg Kiseylov提出的技巧并在这里实现：

http://hackage.haskell.org/packages/archive/liboleg/2009.9.1/doc/html/Data-FDList.html

有趣的是，请注意前者从根本上依赖懒惰来取得成功。 你最终需要突变或懒惰来打结。

Answer 3

我会重申musicfan的问题：“你到底需要什么呢？” 正如Norman Ramsey所说：如果你需要多向遍历，那么拉链就更容易了; 如果你需要快速拼接，手指树很好用。

但是，只是看它看起来如何......

import Control.Arrow
import Data.List

data LNode a = LNode { here :: a, prev :: LList a, next :: LList a }
type LList a = Maybe (LNode a)

toList :: LList a -> [a]
toList = unfoldr $ fmap $ here &&& next

fromList :: [a] -> LList a
fromList l = head nodes where
    nodes = scanr ((.) Just . uncurry LNode) Nothing $ zip l $ Nothing : nodes

append :: LList a -> LList a -> LList a
append = join Nothing where
    join k (Just a) b = a' where
        a' = Just $ a { prev = k, next = join a' (next a) b }
    join k _ (Just b) = b' where
        b' = Just $ b { prev = k, next = join b' Nothing (next b) }
    join _ _ _ = Nothing

Answer 4

在OCaml中，对于循环简单链接列表，您可以始终执行以下操作：

type t = { a : t Lazy.t }

let cycle n =
  let rec start = {a = lazy (aux n) }
  and aux = function
    | 0 -> start
    | n -> { a = lazy (aux (n-1))}
  in start

对于双链表，我想可以做类似的事情。 但是，在打字时，你必须依赖懒惰和记录是友好的结构。 快速而肮脏的循环双向链表：

  type 'a t = { data : 'a; before : 'a t Lazy.t; after : 'a t Lazy.t }

  let of_list l =
    match l with [] -> assert false | hd::tl ->
    let rec start = { data = hd; before = last; after = next }
    and couple = lazy (aux (lazy start) hd) 
    and next = lazy (Lazy.force (fst (Lazy.force couple)))
    and last = lazy (Lazy.force (snd (Lazy.force couple)))
    and aux before = function
    | [] -> (lazy start), before
    | hd::tl -> let rec current = lazy { data = hd; before = before; after = after }
                   and couple = lazy (aux current tl) 
                   and after = lazy (Lazy.force (fst (Lazy.force couple)))
                   and last = lazy (Lazy.force (snd (Lazy.force couple))) in
                   current, last
    in start