Haskell IO：從樹中刪除隨機元素

Question

考慮以下類型來表示樹：

data Tree a = Empty
            | Leaf a
            | Fork (Tree a) (Tree a)

我需要幫助來定義功能removeRandom' :: Tree a -> IO (Tree a) ，該函數接收至少具有葉子的樹，並返回從樹中刪除隨機葉子的結果（將其替換為Empty）。 該練習提出了一個建議：使用函數randomRIO :: Random a => (a,a) -> IO a生成要刪除的元素的順序

編輯：嘗試用戶Thomas的方法2

removeRandom' :: Tree a -> IO (Tree a)
removeRandom' t = let lengthTree = numbelems t
                  in do x <- randomRIO (0,lengthTree -1)
                        return (remove x t)

numbelems :: Tree a -> Int
numbelems Empty = 0
numbelems Leaf x = 1
numbelems Fork l r = (numbelems l) + (numbelems r)

remove :: Int -> Tree a -> Tree a
remove _ (Leaf x) = Empty
remove n (Fork l r) = let lengthLeft = numbelems l
                      in if (n>lengthLeft) then Fork l (remove (n-lengthLeft r)
                         else Fork (remove n l) r

Answer 1

有兩種方法可以解決此問題

1. 轉換為列表，刪除元素，然后轉換回樹。

   • 優點 ：易於實現，您已經擁有toList，您只需要fromList，並且可以簡單地實現解決方案

      removeAt :: Int -> [a] -> [a] removeAt n as = a ++ tail s where (a, s) = splitAt n removeRandom' tree = do element <- randomRIO (0, length tree) return $ fromList $ removeAt element $ toList tree 

   • 缺點 ：對於removing a random leaf from the tree (replacing it with Empty)的問題陳述，此方法不是“正確的”，並且可能會給您提供一個沒有Empty值的全新樹。 我只是將此作為選項提供，試圖顯示您的toList方法在哪里結束。

2. 下降到樹中，直到找到要刪除的元素，然后在備份的方向上重建樹

   • 優點 ：算法的實質是“純”的，不接觸IO 。 在removeRandom'內，您實際上實際上只需要IO片刻。 您可能會寫一個看起來像這樣的解決方案（有趣的部分留空；）。

      removeAt :: Int -> Tree a -> Tree a removeAt n tree = walk 0 tree where walk i Empty = ... walk i (Fork lr) = ... walk il@(Leaf _) | i == n = ... | otherwise = ... removeRandom' tree = do element <- randomRIO (0, length tree) return $ removeAt element tree 

   • 缺點 ：實施起來比較復雜，您需要知道如何向后“向上”移動一棵樹，並在重建后進行重建，還需要知道如何使用累加器編寫一個遞歸函數，以便可以跟蹤在樹中的位置。樹。

無論您采用哪種方式，都需要編寫一個函數length :: Tree a -> Int randomRIO length :: Tree a -> Int ，該函數計算要用作randomRIO輸入的葉數（這是一個在給定范圍內簡單產生隨機值的動作） 。