Question

问题

我想创建一个数据类型，以便快速访问和修改其元素。是否有可能在Haskell中创建一个结构和函数，它的执行速度与简单的C ++实现一样快？

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我正在Haskell中编写一个编译器。我有AST由数据类型表示，让我们考虑以下一个：

import Prelude hiding (id)

-- this is a sample data type, the real one has got a lot of constructors
data AST = A { id :: Int, x :: AST, y :: AST, z :: AST }
         | B { id :: Int }
         | C { id :: Int, x :: AST, y :: AST }
         | D { id :: Int, u :: AST, v :: AST, w :: AST}

每个AST节点都有唯一的标识符。我希望在Haskell中实现以下功能：

一个函数getById，它将返回O(1)时间复杂度中选择id的AST节点。
能够在结构上创建“焦点”并相互独立地修改焦点元素。因此，我希望能够记住对某些子树的关注，并能够在O(1)时间复杂度中修改每个焦点。

我在考虑Zippers，但它们有3个问题：

它们（据我所知）使用简单的数据类型，如二叉树，我们可以说，我们选择“左”或“右”分支。有没有简单的方法在复杂的数据类型上使用它们，如上面的那个？
我认为他们不会允许我以getById时间复杂度实现O(1)函数，我是对的吗？
我认为使用Zippers创建一些独立的焦点是不可能的。通过独立焦点，我的意思是焦点，这将允许我们修改数据类型的不同部分，而无需重新计算其他焦点（在O(1)中）。

C ++的思维方式

在C ++中，我们可以创建指向AST节点nodePtrs的指针数组。只需访问nodeById，函数O(1)即可在*(nodePtrs[id])中执行。由于C ++结构是可变的，我们可以在O(1)中无任何限制地修改其元素。

Answer 1

我认为拉链实际上总是可以接受的，你听说过differentiation吗？

嗯，关于getById，我不确定这是个好主意。您可能需要像getById :: Int -> IO AST这样的Haskell函数，它使用数组中的查找或其他东西。但是，由于您以后希望能够修改值（至少在概念上），您是否希望getById返回新修改的AST值或存储的第一个AST值？这一切都成了问题。看看你是否可以删除你的haskell版本的ID可能是一个好主意。

我认为你的专注听起来很可行。如果我们说ZAST是AST的拉链数据类型。那么你也许会有类似的东西。

makeFocus :: ZAST -> Focus ZAST

type Focus =
  (ZAST -> ZAST) -> -- The modifier of the "below part"
  ZAST ->           -- The new "above part", you have to provide it again as it might have changed
  ZAST              -- The Result

但是，它并不像C ++那样方便。

总之，我认为你应该退后一步，看看你实际上要做的事情（AST优化，发射装配等）是否可以通过不可变数据结构有效地完成。而不是试图在Haskell中尝试实现可变C ++数据结构的相同规范。

在Haskell中使用O（1）元素访问实现高效的拉链，如数据结构

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