在功能语言中，国家的变化如何发挥作用

Question

我想知道函数式语言如何实现“引擎盖下”创建新状态，例如Vector。当我有一个Vector并且我向该特定Vector添加另一个元素时，旧的仍然没有变化，并且创建了包含旧的Vector的新Vector，其中包含一个元素。

这是如何在内部处理的？有人可以试着解释一下吗？谢谢。

Answer 1

从概念上讲，每次扩展或修改Vector时都会创建一个新的Vector。但是，由于原始Vector未经修改，因此可以使用巧妙的技术来共享结构。例如，请参阅ropes。

另见Okasaki的Purely Functional Data Structures.

Answer 2

如果您将一个元素添加到链接列表中，则会创建一个新的链接列表，其中新元素作为其头部，指向旧列表的指针作为其尾部。

如果将一个项添加到数组中，通常会复制整个数组（这使得以递增方式构建不可变数组非常低效。）

但是如果你只添加到每个数组的末尾，就像这样：

arr1 = emptyArray()
arr2 = add(arr1, 1)
arr3 = add(arr2, 2)
arr4 = add(arr3, 3)

整个事情可以优化，所以arr1，arr2，arr3和arr4都指向同一个内存，但长度不同。当然，只有在第一次添加到任何给定数组时才能执行此优化。如果您有arr5 = add(arr4, 4)和arr5prime = add(arr4, 42)，则其中至少有一个需要是副本。

请注意，这不是常见的优化，因此除非文档中明确说明，否则不应指望它存在。