将元素添加到列表末尾而不通过整个列表（haskell）

Question

Haskell中有没有办法在列表末尾添加元素而不必遍历整个列表？

示例如果我有列表[1,2,3,4]并希望在结尾添加5，例如：[1,2,3,4,5]

据我所知，++运算符必须解析整个列表，这是非常低效的。

谢谢！

Answer 1

正如@Jubobs在评论中已经说过的那样 - 不，你不能，但这并不一定（总是）低效。

在开始做一些解释之前，我想提醒你唐纳德克努特和他的说法，即所有邪恶的根源都是过早的优化。因此，尝试编写正确的程序并在以后担心性能 - 当您遇到瓶颈时（并确保haskell具有良好的工具来检测瓶颈！）。

实施例

假设您有一个无限列表[1..]并且您想要附加5，您仍然可以在haskell中执行此操作。让我们开启ghci并观察一些事情。

> ghci
GHCi, version 8.0.2: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
Prelude> let a = [1..] ++[5] :: [Int]

首先我们注意到 - let - 绑定工作懒惰而且没有打印（尚未）。我们甚至可以进一步检查a的评估范围。

Prelude> :sprint a
a = _

虽然filter (== 5) a之类的表达式永远不会终止，但我们仍然可以使用列表a执行有用的操作。

Prelude> let b = map (+2) a
Prelude> take 10 b
[3,4,5,6,7,8,9,10,11,12]

再次检查a。

Prelude> :sprint a
a = 1 : 2 : 3 : 4 : 5 : 6 : 7 : 8 : 9 : 10 : _

我们只评估了前十个元素。

总结这个例子，我们看到 - 即使你“追加”5它也许永远不会被使用 - 因此“附加”将永远不会发生，这比我们有一个便宜的“追加”更有效率那件事发生了。

（注意，这种懒惰会引入一些可能导致麻烦的内存开销，请参阅Lazy Evaluation - Space Leak以获取更多信息。）

替代

正如其他人已经说过的那样 - 可以选择使用好的旧列表。

1. 如果经常附加但是将列表用作“累加器” - 在返回之前预先挂起并反转列表可能是个好主意。所有O(1)次操作均为(:)，反之为O(n) - 与O(n)步骤的(++)相比。

2. 使用不同的数据结构：

   • 差异列表：，您可以在Learn you a haskell for great good引用其中的内容：

       

     等同于[1,2,3]的列表的差异列表将是函数\xs -> [1,2,3] ++ xs。普通的空列表是[]，而空的差异列表是函数\xs -> [] ++ xs。

   来自Data.Sequence的

   Sequence 支持高效的prepend / append - 操作并查找边缘元素。< / p>

   $ stack ghci --package containers
   Prelude> import Data.Sequence
   Prelude Data.Sequence> let a = fromList [1..4] :: Seq Int
   Prelude Data.Sequence> (a |> 5)
   fromList [1,2,3,4,5]
   Prelude Data.Sequence> 0 <| (a |> 5)
   fromList [0,1,2,3,4,5]
   

   • Set - 不像列表那样排序，但仍然支持高效（O(log n)）插入，但只允许进行唯一插入。

     $ stack ghci --package containers
     Prelude> import Data.Set
     Prelude Data.Set> let a = fromList [1..4] :: Set Int
     Prelude Data.Set> insert 5 a
     fromList [1,2,3,4,5]
     Prelude Data.Set> insert 4 a
     fromList [1,2,3,4]