将命令式记忆代码翻译成Haskell

时间:2014-04-01 15:28:33

标签: haskell memoization

记忆是一个有用的东西,因为它与函数密切相关,我假设Haskell有一个正确的机制来以至少相当简单的方式实现它。

var memo = function (f) {
    var cache = {};
    return function (x) {
        if (cache[x]) return cache[x];
        else return cache[x] = f(x);
    }
}

//Usage:
var fib = memo(function (x) {
    if (x == 0) return 1;
    if (x == 1) return 1;
    return fib(x - 1) + fib(x - 2);
});

fib(100);

这是我在JavaScript中编写的代码,它可以实现我想要的功能。对Haskell有什么好的翻译可以提供类似的实用性和性能?

为了减少问题的模糊性,我对复制JS解决方案的一般性不感兴趣,因为Haskell是强类型的。类型签名为

的东西
memo :: (Int -> b) -> (Int -> b)

可以为多个参数手动扩展,甚至可能是各种类型。

1 个答案:

答案 0 :(得分:9)

JavaScript解决方案最重要的是快速访问可变容器;这些语言通常将它们作为哈希映射实现,并使它们成为一个中心语言组件(主要是因为更复杂,专业的数据结构无法在微弱的类型系统中表达)。

但不是在Haskell。库中有hash-maps可以,但还有专为记忆设计的容器 memo-tries。为什么不使用那些?

当然,如果没有高效的容器结构,你也可能会破解你的方式。记住Int ->函数的最简单方法是存储所有结果的无限列表:

memoInt :: (Int -> b) -> Int -> b
memoInt f = look
 where positives = [ f x | x <- [0..] ]
       negatives = [ f x | x <- [-1, -2 ..] ]
       look x | x<0        = negatives !! (1-x)
              | otherwise  = positives !! x

显然,对于大|x|列表查找变得非常昂贵。

对于一种有点奇怪,但非常简单的方法来使这个相当快,即 O (√ n )而不是 O (< EM>名词的):

memoInt' :: (Int -> b) -> Int -> b
memoInt' f = look
 where table = [ [ f (sqrtX^2 + dx) | dx <- [0..]    ]
                                    | sqrtX <- [0..] ]
       look x | x<0        = negDomain x
              | otherwise  = let sqrtX = floor . sqrt $ fromIntegral x
                             in table !! sqrtX !! (max 0 $ x - sqrtX)
       negDomain = memoInt' (f . negate)

(由于浮点问题,这可能会因大量数据而中断,sqrt并非如此安全使用