函數式編程中具有緩存計算的數據類型

Question

鑒於以下 OOP 風格的示例代碼，以純功能風格獲得此行為的好方法是什么，例如在 Haskell

class P{
  private A a;
  private B b;
 
  public P(A a'){
     this.a=a';
     this.b=null;
  }
 
 public P(B b'){
     this.a = null;
     this.b = b';
 }

 public A getA(){ 
    if(this.a==null){
       //code to calculate a from b
       this.a = result;
    }
   return this.a
 } 

 public B getB(){ 
    if(this.b==null){
       //code to calculate b from a
       this.b = result;
    }
   return this.b
 } }

有兩個字段a和b ，在構建 object 時，我通常只能訪問其中一個，但另一個可以從另一個計算。 一個簡單的例子是多邊形，它要么被定義為點列表的凸包，要么被定義為線列表的交點（以及多面體的更高維模擬）。 從a計算b可能會非常昂貴，反之亦然，因此我不想在創建 object 時立即進行計算，而是等到實際需要時再進行計算。

我對此的一個想法是有一個記錄類型

data P = {a:: Maybe A, b:: Maybe B} 

makePA :: A -> P 
-- ...


makePB :: B -> P 
-- ...

其中兩個makeP從A或B創建一個P 。 然后，每當我真正需要其中一個字段時，我可以get function，類似於上面計算字段（如果需要），然后返回兩個字段不再為Nothing的新記錄。 但這似乎過於笨拙，因為創建P需要一些計算（例如計算點的凸包），因此不能像通常那樣創建記錄。 此外，我必須通過調用get函數來封裝P在其他函數中的每次使用，以確保實際計算出該值，然后訪問該字段，我仍然必須確保它是Just A而不是Nothing由於類型是Maybe A 。

有沒有更好的方法來解決這個問題？

Answer 1

這要容易得多。 只需同時包含A和B ，它們都不是可選的，並且依賴於惰性——它會自動處理所有決定是否需要計算的值。

data P = {a::A, b::B} 

calculateBfromA :: A -> B
calculateAfromB :: B -> A

makePA :: A -> P
makePA a' = P a' (calculateBfromA a')

makePB :: B -> P
makePB b' = P (calculateAfromB b') b'

你可以說，Haskell 實際上也有null值，就像 Java 一樣，但它們總是與計算正確類型的正確值的方法相關聯。 Maybe是針對實際上具有概念意義的null值，但在您的示例中，它們僅具有操作意義， Haskell 可以抽象掉。