如果你无法在 Haskell 中更改变量的值，那么如何创建数据结构呢？

Question

正如标题所示。

我有以下创建二叉搜索树的代码，但如果我希望它根据用户输入动态创建和更改，如果我无法更改 haskell 中变量的值，我该怎么做？！？

find :: (Ord a) => Node a -> a -> Bool
find (Node val left right) s
    | s == val      = True
    | s < val       = find left s
    | s > val       = find right s

find Empty s = False

data Node a = Node a (Node a) (Node a)
              | Empty

myTree = Node "m"   (Node "a" Empty Empty)
                    (Node "z" Empty Empty)

提前致谢！

Answer 1

纯函数数据结构背后的想法是计算新值而不是更改它们，并在参数中（递归地）传递它们而不是全局存储它们。

因此，给定一个函数，

insert :: Ord a => Node a -> a -> Node a

您的程序可能如下所示

-- Let the user enter k values that are stored in a tree structure
addTreeItems :: Int -> Node Int -> IO (Node Int)
addTreeItems 0 tree = return tree
addTreeItems k tree = do
    putStr "Enter new item: "
    item <- readLn
    addTreeItems (k - 1) (insert tree item) -- Recursively pass the tree

main = do
    tree <- addTreeItems 10 Empty
    -- ...

使用单子辅助函数，这可以简化为类似的内容

(foldl insert Empty) `liftM` (sequence $ replicate k (putStr "Enter new item: " >> readLn))

如果您想更新某个位置的值，您将需要更高级的数据结构，例如 拉链，但仍然是纯功能性的！

Answer 2

达里奥给出了一个很好的直接答案。如果您想了解更深入的信息，可以阅读纯函数式数据结构克里斯·冈崎 (Chris Okasaki) 撰写的关于该主题的整本书。我自己买了它，但遗憾的是，我没有时间尝试这些想法。

Answer 3

您分配一个新的树节点，而旧的保留下来。这项技术需要一个非常好的分配器，但它支持各种漂亮的设备，因为程序的其他部分仍然可以访问旧节点。对于某些类型的推测算法或涉及所谓“持久数据结构”的其他技巧来说，这是天赐之物。

最终你为你的树分配了一个新的根，然后呢？正如达里奥所说，您将它作为参数传递给函数（而不是将其存储在全局变量中）。

因此，

• 在堆上分配的结构体中的字段的突变会成为在堆上分配新结构体。

  在堆上

• 全局变量的变异变成了将参数传递给函数

有时，将 C 中的全局变量集合和将它们全部放在堆上分配的对象中。

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PS 如果你真的愿意，你可以在 Haskell 中拥有可变的全局变量。毕竟，它是世界上最好的命令式编程语言（根据 Wadler 或 Peyton Jones 的说法，我忘记了是谁）。但如果你问这个问题，那你真的不想问。然而。