有时我仍然在尝试将程序代码转换为函数代码时遇到困难。
是否有映射到程序习语/片段的功能习语/片段列表?
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由于似乎没有这些片段的集中网站,因此我将其变成了社区 wiki。请在此处粘贴任何程序 -> 功能片段。
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我第一次在 OCaml/F# 中尝试中断/继续时,它让我陷入了一个(无限)循环,可以这么说,因为不存在这样的东西!在 OCaml 中,可以使用异常来中断循环,因为它们非常便宜,但在 F#(在 .NET 中)中,开销非常高,对于“正常”流控制没有用处。
这在不久前使用排序算法(以消磨时间)时出现,该算法大量使用重复/直到和中断。令我震惊的是,递归尾调用函数可以达到完全相同的结果,只是对可读性有一点影响。所以,我抛弃了“可变 bDone”和“虽然不是 bDone”,并尝试在没有这些命令式结构的情况下编写代码。下面仅提取循环部分,并展示如何使用尾调用编写重复/直到、do/while、while/do、break/continue 和 test-in-the-middle 样式代码。这些似乎都以与传统 F# 'while' 语句完全相同的速度运行,但您的里程可能会有所不同(某些平台可能无法正确实现尾调用,因此可能会出现堆栈错误,直到它们被修补)。最后是用两种风格编写的(糟糕的)排序算法,
让我们从一个以传统 F# 命令式风格编写的“do/while”循环开始,然后看看提供相同类型循环以及不同语义的功能变体,例如 while/do、repeat/until、中间测试,甚至中断/继续(没有单子......嗯,工作流程!)。
#light
(* something to work on... *)
let v = ref 0
let f() = incr v;
let g() = !v;
let N = 100000000
let imperDoWhile() =
let mutable x = 0
let mutable bDone = false
while not bDone do
f()
x <- x + 1
if x >= N then bDone <- true
好的,这很容易。请记住,f() 总是至少被调用一次(do/while)。
这是相同的代码,但采用了函数式风格。请注意,我们不需要在这里声明一个可变的。
let funDoWhile() =
let rec loop x =
f() (*Do*)
if x < N then (*While*)
loop (x+1)
loop 0
通过将函数调用放在 if 块中,我们可以将其旋转为传统的 do/while。
let funWhileDo() =
let rec loop x =
if x < N then (*While*)
f() (*Do*)
loop (x+1)
loop 0
重复一个块直到某些条件成立(重复/直到)怎么样?够简单...
let funRepeatUntil() =
let rec loop x =
f() (*Repeat*)
if x >= N then () (*Until*)
else loop (x+1)
loop 0
没有单子的休息是怎么回事?好吧,只需引入一个返回 'unit' 的条件表达式,如下所示:
let funBreak() =
let rec loop() =
let x = g()
if x > N then () (*break*)
else
f()
loop()
loop()
怎么继续?好吧,这只是另一个循环调用!首先,使用语法拐杖:
let funBreakContinue() =
let break' () = ()
let rec continue' () =
let x = g()
if x > N then break'()
elif x % 2 = 0 then
f(); f(); f();
continue'()
else
f()
continue'()
continue'()
然后再次没有(丑陋的)语法拐杖:
let funBreakContinue'() =
let rec loop () =
let x = g()
if x > N then ()
elif x % 2 = 0 then
f(); f(); f();
loop()
else
f()
loop ()
loop()
非常简单!
这些循环形式的一个很好的结果是它可以更容易地发现和实现循环中的状态。例如,冒泡排序不断循环整个数组,在找到不合适的值时交换它们。它跟踪阵列上的传递是否产生了任何交换。如果不是,那么每个值都必须在正确的位置,因此排序可以终止。作为优化,每次通过数组时,数组中的最后一个值最终都会被排序到正确的位置。因此,每次循环都可以缩短一个。大多数算法都会检查交换并在每次有交换时更新“bModified”标志。但是,一旦完成第一次交换,就不需要该分配;它已经设置为true!
这是实现冒泡排序的 F# 代码(是的,冒泡排序是糟糕的算法;快速排序很糟糕)。最后是一个不改变状态的命令式实现;它为每个交换更新 bModified 标志。有趣的是,命令式解决方案在小型阵列上速度更快,而在大型阵列上则慢一到两个百分点。(不过,这是一个很好的例子)。
let inline sort2 f i j (a:'a array) =
let i' = a.[ i ]
let j' = a.[ j ]
if f i' j' > 0 then
a.[ i ] <- j'
a.[ j ] <- i'
let bubble f (xs:'a array) =
if xs.Length = 0
then ()
let rec modified i endix =
if i = endix then
unmodified 0 (endix-1)
else
let j = i+1
sort2 f i j xs
modified j endix
and unmodified i endix =
if i = endix then
()
else
let j = i+1
let i' = xs.[ i ]
let j' = xs.[ j ]
if f i' j' > 0 then
xs.[ i ] <- j'
xs.[ j ] <- i'
modified j endix
else
unmodified j endix
in unmodified 0 (xs.Length-1)
let bubble_imperitive f (xs:'a array) =
let mutable bModified = true
let mutable endix = xs.Length - 1
while bModified do
bModified <- false
endix <- endix - 1
for i in 0..endix do
let j = i+1
let i' = xs.[ i ]
let j' = xs.[ j ]
if f i' j' > 0 then
xs.[ i ] <- j'
xs.[ j ] <- i'
bModified <- true
done
done
哦,现在这是一个很好的问题。这里有一些,python 中的代码片段或类似的东西:
for 循环可以替换为迭代器
stripped_list = [line.strip() for line in line_list]
for 循环可以替换为 apply 或 map 或 filter
地图(上,['句子','片段'])['句子','片段']
具有函数组合的嵌套 for 循环
尾递归代替循环
生成器表达式代替 for 循环
sum(x*x for x in range(10))
老作业问题:
功能
(define f-imperative (y) (x) ; x is a local variable
(begin
(set x e)
(while (p x y)
(set x (g x y)))
(h x y)))
是典型的命令式风格,带有赋值和循环。编写一个等效的函数 f-functional,它不使用命令式功能 begin (sequencing)、while (goto) 和 set (assignment)。您可以使用任意数量的“辅助函数”,只要它们是使用 let 或 letrec 定义的,而不是在顶层定义的。
一种解决方案:
; The idea is simple:
; Use parameter passing for binding the values
; of the variables and recursion instead of iteration.
;
; For those who like theory this is the main argument for proving
; that recursive functions (LISP, lambda calculus) have the same
; computational power as any imperative programming language.
(define f-functional (y)
(letrec (
(f-helper (lambda (x y)
(if (p x y)
(f-helper (g x y) y)
(h x y)))))
(f-helper e y)))
; Notice that y in f-helper is invariant. Therefore, we can rewrite
; f-helper without y as follows.
(define f-functional (y)
(letrec (
(f-helper (lambda (x)
(if (p x y)
(f-helper (g x y))
(h x y)))))
(f-helper e)))
; This is not the only solution, though I think it is one of the
; nicer ones.
fold 是一个非常有趣的函数,它是许多函数式算法的核心。假设我们要添加列表的所有元素。在过程代码中,您通常会创建一个累加器变量并将其设置为 0,然后遍历列表并按项目递增累加器。
在 Ocaml 中,您可以使用 fold 以功能方式执行相同的操作:
List.fold_left (+) 0 [1; 2; 3];;
- : int = 6
例如,使用折叠,您可以计算列表中的单词数并同时连接它们:
List.fold_left (fun (count, concat) e -> (count + 1, concat ^ e)) (0, "") ["a"; "b"; "c"];;
- : int * string = (3, "abc")
fold 的另一个有用的用途是将向量复制到集合中。由于 Ocaml 中的集合是不可变的,因此您实际上需要为列表的每个项目创建一个新集合,其中包含前一个集合和该新项目。
module Int = struct type t = int let compare = compare end;;
module IntSet = Set.Make(Int);;
let s = List.fold_left (fun set e -> IntSet.add e set) IntSet.empty [1; 2; 3];;
val s : IntSet.t = <abstr>
IntSet.elements s;;
- : IntSet.elt list = [1; 2; 3]
在这里,我们的初始对象是一个空集,在每次调用时,都会使用 IntSet.add 根据前一个集和当前项创建一个新集。
自己递归实现一次折叠,以了解它是如何在幕后完成的,然后在任何地方使用内置版本。即使在 C++ 中,使用std::accumulate!
PLEAC 项目几乎完全以此为目标——用其他语言实现 perl 食谱中的所有示例。这是 ocaml 版本的链接(这是三个 100% 完成的版本之一)http://pleac.sourceforge.net/pleac_ocaml/index.html