我还是 Erlang 的新手,并试图让我的头脑无法改变变量。假设我创建了一个堆栈并想要添加一个新元素。如果我无法为列表分配新值,我将如何更新堆栈?我每次都需要创建一个新列表吗?
例如,我在想 Push 可能看起来像
List = [X|List].
然后是流行音乐
[Head|Tail] = List
Head
List = Tail
当然这不起作用,因为我无法更改 List 的值,这是我的问题。任何帮助表示赞赏。
Erlang 在函数内部不能有副作用,这是函数式编程语言中常见的特性。更改变量状态是一种副作用。Erlang 中的所有状态变化都被进程和消息传递所隐藏,这就是所谓的参与者模型。
“更改”变量的常用方法是让函数使用更改后的变量调用自身,这称为递归。例如,要对列表的所有元素求和:
sum([]) -> 0;
sum([H|Tail]) -> H + sum(Tail).
更好的是让你的函数尾递归,这意味着它们将自己称为函数体中的最后一条指令。这将节省内存,因为并非所有函数调用都需要保留在堆栈中(尾调用优化)。相同的示例,但使用尾递归:
sum([], Acc) -> Acc;
sum([H|Tail], Acc) -> sum(Tail, Acc + H).
sum(L) -> sum(L, 0).
在这个例子中,我引入了一个累加器变量来传递中间结果。
如何使程序无副作用并不总是显而易见的,尤其是当您尝试以过程术语(如在 C 或 Java 中)来考虑问题时。它需要实践,可能还需要在更理论的层面上理解函数式编程的意愿。
纯粹的函数式编程语言根本不会有任何副作用;函数的返回值必须仅基于函数的输入参数,并且函数的唯一输出必须是返回值。这不是Erlang 的情况。recieve
子句和!
运算符用于函数内部的输入和输出;副作用。外部状态可以作为可以发送消息和获得回复的进程来保存。
这是一个如何创建一个变量的示例,该变量的值可以通过消息传递来更改(尝试找出是否var_proc
是尾递归的!):
var_proc(Value) ->
receive
{get, Pid} ->
Pid ! {value, Value},
var_proc(Value);
{set, New} ->
var_proc(New)
end.
var_start(Init) ->
spawn(?MODULE, var_proc, [Init]).
var_set(Pid, Value) ->
Pid ! {set, Value}.
var_get(Pid) ->
Pid ! {get, self()},
receive
{value, Value} -> Value
end.
这是一个如何使用它的示例(我将模块称为“sum”):
13> V = sum:var_start(6).
<0.72.0>
14> sum:var_get(V).
6
15> sum:var_set(V, 10).
{set,10}
16> sum:var_get(V).
10
更多示例和一些动机可以在 Erlang 文档的并发编程章节中找到。
对于像 Erlang 这样的函数式编程语言中的堆栈数据结构,您通常不会费心创建一个单独的进程来包含消息并对其进行操作,除非您希望多个进程同时访问它。
您应该每次都分配一个新变量,以包含堆栈的修改版本并从那里使用它:
new() -> [].
push(Value, OldStack) -> [Value|OldStack].
pop([]) -> empty;
pop([Value|RestStack]) -> {Value, RestStack}.
你像这样使用它:
S0 = new(),
S1 = push(a, S0),
S2 = push(b, S1),
S3 = push(c, S2),
...
case pop(SN) of
empty -> stack_was_empty;
{Element, SN1} ->
do_something_with(Element),
SN2 = push(b, SN1),
...
...