我正在涉及函数式语言，我发现一些算法（特别是那些使用动态编程的算法）难以编写，有时在最坏的情况下运行时效率较低。是否有一类算法在具有不可变变量和副作用的函数式语言中效率较低？
是否有人可以指出我的参考文件有助于编写更难编写的算法（可能是那些通过共享状态优化的算法）？
由于
答案 0 :(得分：33)
首先，正如您可能或可能不知道的那样，某些语言（包括Haskell）实现了共享，这可以缓解您可能想到的一些问题。
虽然安德鲁的答案指向了图灵的完整性，但它并没有真正回答在功能语言中实现哪些算法 hard 的问题。人们通常会问，数据结构难以在函数式语言中实现，而不是询问算法难以在函数式语言中实现。
对此的简单回答：涉及指针的事情。
当您向下钻取到机器级别时没有与指针等效的功能，有一个映射，您可以安全地将某些数据结构编译为数组或作为指针实现的事物，但在高级别，您可以'用命令式语言尽可能地使用基于指针的数据结构来表达事物。
为了解决这个问题，已经做了很多事情：
虽然我喜欢说任何算法都可以很容易地从命令算法转换为功能算法，但事实并非如此。但是，我相信这个问题不是算法本身，而是它们操纵的数据结构，基于强制性的状态概念。您可以在this post.
中找到一长串功能数据结构所有这一切的另一面是，如果你开始使用更纯粹的功能风格，程序中的大部分复杂性都会下降，并且对大量命令式数据结构的许多需求消失（例如，非常常见的使用命令式语言中的指针是实现讨厌的设计模式，这通常转化为功能级别的多态和类型的巧妙使用。）
编辑：我相信这个问题的实质是如何以功能的方式表达计算。但是，应该注意，存在以功能方式定义有状态计算的方式。或者更确切地说，可以使用功能技术来推理有状态计算。例如，Ynot项目使用参数化monad执行此操作，其中有关堆的事实（以分离逻辑的形式）由monadic绑定跟踪。
顺便说一句，即使在ML中，我也不明白为什么动态编程 很难。似乎动态编程问题通常会构建一些序列的集合来计算最终答案，可以通过函数的参数累积构造的值，在某些情况下可能需要继续。使用尾递归，没有理由不像命令式语言那样漂亮和有效。现在可以肯定的是，你可能会遇到这样的论点：如果这些值是列表（例如），那么我们必须将它们实现为数组，但为此，请参阅帖子的内容： - ）
答案 1 :(得分：7)
请记住，大多数功能语言允许一些副作用的概念;它们可能不受欢迎，仅限于当地使用等，但您仍然可以使用它们。在OCaml，Haskell，F＃，Scala或Clojure中，如果需要，可以使用可变数组。
因此，如果你找到一个算法，你有一个使用可变数组的公式，并且你需要用其中一种语言重现它，只需使用可变数组！
没有理由强迫自己使用单一的编程范式来做所有事情;有一些问题领域，命令式编程（根据我们当前的知识）是最适合工作的工具，正如逻辑编程非常出色的领域一样。如果它为您节省了时间和精力，使用这些范例之一进行本地封装，您应该毫不犹豫地使用它们。
例如，使用可变数组实现Sieve of Eratosthenes是微不足道的，并且以纯函数方式模拟（合理有效）非常困难：有关详细信息，请参阅Melissa O'Neill文章。
另一方面，找到给定问题的不可变解决方案可能是一个有趣和有启发性的练习。本书＆＃34;纯功能数据结构＆＃34; Crhis Okasaki是一个很好的例子，以纯粹的功能方式非常好地重构算法。如果您对算法本身感兴趣（而不是他们对您的问题的应用），这可能是一个非常有趣的活动。
（有关使用共享优化纯函数算法的示例，请参阅Richard Bird和Ralf Hinze的2003 Functional Pearl: Trouble Shared is Trouble Halved。）
答案 2 :(得分：2)
可以实现具有低渐近成本的命令性特征，因此从抽象意义上讲，将命令式代码转换为纯粹的功能性宇宙并不存在本质上的困难。当然，在实践中，有。 :-)看看Pippenger的“Pure vs. Impure Lisp”和papers that cite it。