理解函数

时间:2016-01-06 00:23:56

标签: haskell recursion functional-programming

我一直在为Haskell使用一些资源:了解一下Haskell和wikibook。但是,我很难找到一个解释,帮助我理解递归。我附上了一本代码来自'Learn you a Haskell'一书,我对此有所了解。

maximum' :: (Ord a) => [a] -> a  
maximum' [] = error "maximum of empty list"  
maximum' [x] = x  
maximum' (x:xs)   
    | x > maxTail = x  
    | otherwise = maxTail  
    where maxTail = maximum' xs

我理解上面的所有代码,直到最后一行'maxTail = maximum'xs'。我不明白的是,如何通过调用最大值来评估代码以返回最大值。或者它如何知道最大'是列表中的最高元素。

另一个例子:

reverse' :: [a] -> [a]  
reverse' [] = []  
reverse' (x:xs) = reverse' xs ++ [x]

了解所有内容,直到在列表的尾部调用reverse'。换句话说,它如何知道反向'意味着反转尾部元素。

我真的很感激解释,并且如果它很简单就道歉,我是这种语言的新手。

2 个答案:

答案 0 :(得分:11)

逐行排列,以便您更好地理解它:

1| maximum' :: (Ord a) => [a] -> a  
2| maximum' [] = error "maximum of empty list"  
3| maximum' [x] = x  
4| maximum' (x:xs)   
    | x > maxTail = x  
    | otherwise = maxTail  
    where maxTail = maximum' xs

在第1行:你说你得到一个列表并返回该类型的一个元素。此外,该列表中的元素必须是可以包含的,因此您可以将它们放入订单中。

在第2行:你有一个边缘情况,你说如果你得到一个空列表作为输入,那个空列表中就不会有“最高值”,所以你结束了一个错误的函数。

在第3行:你有另一个边缘情况,你说如果你得到一个包含1个元素的列表,那个元素必须是最高元素,所以你要返回它。

在第4行:您使用模式匹配来匹配第一个元素(x)和列表的其余部分(xs)。然后,检查x是否大于maxTail,其中maxTail函数调用maximum'的结果与列表的其余部分xs一样。

如果x大于maxTail,则返回x,否则maxTail大于x并返回maxTail


我认为有一些数字的例子也应该有所帮助:

输入:

[2, 5, 4, 13]

呼叫:

maximum' [2, 5, 4, 13]

会发生什么:

maximum' (x  :  xs)
          ↓     ↓
maximum' (2:[5, 4, 13]) 
           │
           ↓                               result 13
     x > maxTail = x                         ↑
     2 > maximum' [5, 4, 13] = x  //2 > 13 = 13 ← ────┐
         │                                            │
         └  maximum' (x :  xs)                        │
                      ↓    ↓                          │
            maximum' (5:[4, 13])                      │
                       │                              │
                       ↓                              ↑
                 x > maxTail = x                      │
                 5 > maximum' [4, 13] = x  //5 > 13 = 13 ← ─────┐
                     │                                          │
                     └  maximum' (x: xs)                        │
                                  ↓  ↓                          │
                        maximum' (4:[13])                       │
                                   │                            │
                                   ↓                            ↑
                              x > maxTail = x                   │
                              4 > maximum' [13] = x  //4 > 13 = 13  ┐
                                  │                                 │
                                  └ maximum' [x] = x                ↑
                                    maximum' [13] = 13 → ───────────┘

在你的第二个例子中它几乎是一样的:

1| reverse' :: [a] -> [a]  
2| reverse' [] = []  
3| reverse' (x:xs) = reverse' xs ++ [x]

在第1行:你说你得到一个列表并返回一个列表。

在第2行:你有一个边缘案例,你说如果你得到一个空列表,反向列表也只是空。

在第3行:您再次使用模式匹配来匹配列表的第一个元素(x)和它的尾部(xs)。

现在你只需使用++将两个列表附加在一起,这是列表中反向尾部的第一个元素。


我希望再举一个例子,它会更清楚一点:

输入:

[1, 2, 3]

呼叫:

reverse' [1, 2, 3]

会发生什么:

reverse' (x : xs)
          ↓   ↓
reverse' (1:[2, 3])
           │                               result [3, 2, 1]
           ↓                                       ↑
   (reverse' [2, 3]) ++ [1]  //[3, 2] ++ [1] = [3, 2, 1] ← ────┐
    │                                                          │
    └ reverse' (x: xs)                                         │
                ↓  ↓                                           │
      reverse' (2:[3])                                         │
                 │                                             ↑
                 ↓                                             │
         (reverse' [3]) ++ [2]  //[3] ++ [2] = [3, 2] ← ───┐ → ┘
          │                                                │
          └ reverse' (x:xs)                                │
                      ↓ ↓                                  │
            reverse' (3:[])                                │
                       │                                   ↑
                       ↓                                   │
               (reverse' []) ++ [3]  //[] ++ [3] = [3] ┐ → ┘
                │                                      ↑           
                └ reverse' [] = [] → ──────────────────┘

答案 1 :(得分:1)

长度

length' [] = 0

案例1:空列表的长度为0。

length' (x:xs) = 1 + length' xs

案例2:具有至少一个元素的列表的长度比列表尾部的长度多1,我们通过重复案例2找到,直到不再有元素为止,满足案例1。

length' [1, 2, 3]
=
length' (1 : (2 : (3 : [])))
=
1 + length' (2 : (3 : []))
=
1 + (1 + length' (3 : []))
=
1 + (1 + (1 + length' []))
=
1 + (1 + (1 + 0))
=
1 + (1 + 1)
=
1 + 2
=
3

反向

reverse' [] = []  

案例1:如果列表为空,则其反向也是空列表。

reverse' (x:xs) = reverse' xs ++ [x]

案例2:如果一个列表至少有一个元素,那么我们可以拉出第一个元素,将其移动到最后,然后以相同的方式反转其余元素 - 通过使用案例2继续列表,直到没有元素保持,满足案例1.

reverse' [1, 2, 3]
=
reverse' (1 : (2 : (3 : [])))
=
reverse' (2 : (3 : [])) ++ [1]
=
reverse' (3 : []) ++ [2] ++ [1]
=
reverse' [] ++ [3] ++ [2] ++ [1]
=
[] ++ [3] ++ [2] ++ [1]
=
[3, 2, 1]

最大

maximum' [x] = x  

案例1:如果列表只有一个元素,那么该元素就是最大值。

maximum' (x:xs)   

案例2:如果一个列表至少有一个元素,那么......

    | x > maxTail = x  

......第一个比其他所有人都大,在这种情况下它是最大的;或...

    | otherwise = maxTail  

......不是,所以最大值是所有其他人中最大的......

    where maxTail = maximum' xs

...我们通过在案例2的列表中继续查找,直到只剩下一个元素,满足案例1。

我会重新定义maximum'的定义,以便更容易地展示它如何替代:

maximum' (x:xs) = let maxTail = maximum' xs in
    if x > maxTail then x else maxTail

现在:

maximum' [1, 3, 2]
=
maximum' (1 : (3 : (2 : [])))
=
let maxTail1 = maximum' (3 : (2 : [])) in
    if 1 > maxTail1 then 1 else maxTail1
=
let maxTail1 =
    (let maxTail2 = maximum' (2 : []) in
        if 3 > maxTail2 then 3 else maxTail2) in
    if 1 > maxTail1 then 1 else maxTail1
=
let maxTail1 =
    (let maxTail2 = 2 in
        if 3 > maxTail2 then 3 else maxTail2) in
    if 1 > maxTail1 then 1 else maxTail1
=
let maxTail1 = (if 3 > 2 then 3 else 2) in
    if 1 > maxTail1 then 1 else maxTail1
=
let maxTail1 = 3 in
    if 1 > maxTail1 then 1 else maxTail1
=
if 1 > 3 then 1 else 3
=
3