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在 Scala 中进行函数式编程时,我遇到了这个问题:

你能用 foldRight 来修正 foldLeft 吗?反过来呢?

在作者提供的解决方案中,他们提供了如下实现:

def foldRightViaFoldLeft_1[A,B](l: List[A], z: B)(f: (A,B) => B): B = 
    foldLeft(l, (b:B) => b)((g,a) => b => g(f(a,b)))(z)

  def foldLeftViaFoldRight[A,B](l: List[A], z: B)(f: (B,A) => B): B = 
    foldRight(l, (b:B) => b)((a,g) => b => g(f(b,a)))(z)

有人可以帮我追踪这个解决方案并让我了解这实际上是如何实现 foldl 的,反之亦然?

谢谢

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让我们来看看

def foldLeftViaFoldRight[A,B](l: List[A], z: B)(f: (B,A) => B): B = 
  foldRight(l, (b:B) => b)((a,g) => b => g(f(b,a)))(z)

(另一折类似)。诀窍在于,在正确的折叠操作期间,我们不会构建 type 的最终值BB相反,我们从to构建一个函数B。fold 步骤接受一个类型的值a: A和一个函数g: B => B并产生一个新的函数(b => g(f(b,a))): B => B。该函数可以表示为gwith的组合f(_, a)

  l.foldRight(identity _)((a,g) => g compose (b => f(b,a)))(z);

我们可以这样看这个过程:对于每一个元素a我们l取偏应用b => f(b,a),也就是一个函数B => B。然后,我们组合所有这些函数,使得对应于最右边元素(我们开始遍历)的函数在组合链的最左边。最后,我们在 上应用大组合函数z。这会产生一系列操作,从最左边的元素(在组合链的最右边)开始,到最右边的元素结束。

更新:作为一个例子,让我们看看这个定义是如何在一个二元素列表上工作的。首先,我们将函数重写为

def foldLeftViaFoldRight[A,B](l: List[A], z: B)
                             (f: (B,A) => B): B =
{
  def h(a: A, g: B => B): (B => B) =
    g compose ((x: B) => f(x,a));
  l.foldRight(identity[B] _)(h _)(z);
}

现在让我们计算一下当我们通过它时会发生什么List(1,2)

List(1,2).foldRight(identity[B] _)(h _)
  = // by the definition of the right fold
h(1, h(2, identity([B])))
  = // expand the inner `h`
h(1, identity[B] compose ((x: B) => f(x, 2)))
  =
h(1, ((x: B) => f(x, 2)))
  = // expand the other `h`
((x: B) => f(x, 2)) compose ((x: B) => f(x, 1))
  = // by the definition of function composition
(y: B) => f(f(y, 1), 2)

将此函数应用于z产量

f(f(z, 1), 2)

按要求。

于 2013-06-16T19:46:42.217 回答
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我刚刚做了这个练习,并想分享我是如何得出答案的(与问题中的内容基本相同,只是字母不同),希望它对某人有用。

作为背景,让我们从做什么foldLeftfoldRight做什么开始。例如,对列表 [1, 2, 3] 进行 foldLeft 的结果与操作*和起始值z为该值 ((z * 1) * 2) * 3

我们可以将 foldLeft 视为从左到右递增地使用列表的值。换句话说,我们最初从值开始z(如果列表为空,结果将是什么),然后我们揭示foldLeft我们的列表从 1 开始并且值变为z * 1,然后foldLeft看到我们的列表下一个具有2并且值变为(z * 1) * 2,最后,作用于 3 后,变为值((z * 1) * 2) * 3

                             1    2    3
Initially:               z
After consuming 1:      (z * 1)
After consuming 2:     ((z * 1) * 2
After consuming 3:    (((z * 1) * 2) * 3

这个最终值是我们想要达到的值,除非(如练习要求我们)使用foldRight代替。现在请注意,就像foldLeft从左到右使用列表的foldRight值一样,从右到左使用列表的值。所以在列表 [1, 2, 3] 上,

  • 这个 foldRight 将作用于 3 和 [something],给出 [result]
  • 然后它将作用于 2 和 [result],给出 [result2]
  • 最后它将作用于 1 和 [result2] 给出最终表达式
  • 我们希望我们的最终表达式是(((z * 1) * 2) * 3

换句话说:使用foldRight,我们首先得到如果列表为空的结果是什么,然后是列表只包含 [3] 的结果,然后是列表为 [2, 3] 的结果,最后是结果列表为 [1, 2, 3]。

也就是说,这些是我们想要达到的值,使用foldRight

                             1    2    3
Initially:                             z
After consuming 3:                 z * 3
After consuming 2:           (z * 2) * 3
After consuming 1:     ((z * 1) * 2) * 3

所以我们需要从zto(z * 3)(z * 2) * 3to ((z * 1) * 2) * 3

作为values,我们不能这样做:对于任意操作,从 value(z * 3)到 value没有自然的方式。(有乘法,因为它是可交换的和关联的,但我们只是用来代表任意操作。)(z * 2) * 3**

但作为函数,我们也许可以做到这一点!我们需要有一个带有“占位符”或“洞”的功能:可以z把它放在适当的位置。

  • 例如,在第一步之后(在作用于 3 之后)我们有占位符函数z => (z * 3)。或者更确切地说,作为一个函数必须采用任意值并且我们一直在使用z一个特定的值,让我们把它写成t => (t * 3). (应用于输入的这个函数z给出了值(z * 3)。)
  • 在第二步之后(在作用于 2 和结果之后)我们可能有占位符函数t => (t * 2) * 3

我们可以从第一个占位符函数转到下一个吗?让

      f1(t) = t * 3
and   f2(t) = (t * 2) * 3

f2是什么f1

f2(t) = f1(t * 2)

我们可以!所以我们想要的函数接受2f1给出f2。让我们称之为g. 我们有g(2, f1) = f2哪里f2(t) = f1(t * 2)或换句话说

g(2, f1) = 
    t => f1(t * 2)

让我们看看如果我们继续这样做是否可行:下一步将是g(1, f2) = (t => f2(t * 1))RHS 与t => f1((t * 1) * 2))or相同t => (((t * 1) * 2) * 3)

看起来它有效!最后我们应用z到这个结果。

第一步应该是什么?我们应用gon3f0to get f1,其中f1(t) = t * 3定义如上,也f1(t) = f0(t * 3)来自定义g。所以看起来我们需要f0成为身份函数。


让我们重新开始。

Our foldLeft(List(1, 2, 3), z)(*) is ((z * 1) * 2) * 3
Types here: List(1, 2, 3) is type List[A]
             z is of type B
             * is of type (B, A) -> B
             Result is of type B
We want to express that in terms of foldRight
As above:
 f0 = identity. f0(t) = t.
 f1 = g(3, f0). So f1(t) = f0(t * 3) = t * 3
 f2 = g(2, f1). So f2(t) = f1(t * 2) = (t * 2) * 3
 f3 = g(1, f2). So f3(t) = f2(t * 1) = ((t * 1) * 2) * 3

最后我们在 z 上应用 f3 并得到我们想要的表达式。一切正常。所以

f3 = g(1, g(2, g(3, f0)))

这意味着 f3 =foldRight(xs, f0)(g)

让我们定义g,这次不是x * y使用任意函数s(x, y)

  • 第一个 arg tog是类型A
  • 第二个 arg tog是 these 的类型f,即B => B
  • 所以类型g(A, (B=>B)) => (B=>B)
  • 也是这样g

    def g(a: A, f: B=>B): B=>B = 
        (t: B) => f(s(t, a))
    

把这一切放在一起

def foldLeft[A, B](xs: List[A], z: B)(s: (B, A) => B): B = {
    val f0 = (b: B) => b

    def g(a: A, f: B=>B): B=>B =
        t => f(s(t, a))

    foldRight(xs, f0)(g)(z)
}

在阅读本书的这个级别上,我实际上更喜欢这种形式,因为它更明确且更容易理解。但是为了更接近解决方案的形式,我们可以内联和的定义f0g我们不再需要在输入时声明类型g并且foldRight编译器推断它),给出:

def foldLeft[A, B](xs: List[A], z: B)(s: (B, A) => B): B =
  foldRight(xs, (b: B) => b)((a, f) => t => f(s(t, a)))(z)

这正是问题所在,只是使用了不同的符号。就 foldLeft 而言,对于 foldRight 也是如此。

于 2016-08-10T18:50:40.447 回答
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该代码将几个函数对象链接在一起,列表中的每个元素一个函数。这是一个更清楚地表明这一点的例子。

val f = (a: Int, b: Int) => a+b
val list = List(2,3,4)
println(list.foldLeft(1)(f))

val f1 = (b: Int) => f(b, 2)
val f2 = (b: Int) => f(b, 3)
val f3 = (b: Int) => f(b, 4)
val f4 = (b: Int) => b

val ftotal = f1 andThen f2 andThen f3 andThen f4
println(ftotal(1))

你可以把它想象成一个函数对象的链表。当您传入一个值时,它会“流动”通过所有函数。这有点像数据流编程。

于 2013-06-16T22:54:06.963 回答
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这本书的作者在他们的github/fpinscala页面上提供了很好的解释。

于 2016-08-12T14:50:36.387 回答