Question

我来自SML背景，对高阶函数感觉很舒服。但我真的不明白列表理解。 是否存在列表理解比List上的高阶函数更合适的情况，反之亦然？

我听说列表理解比高阶函数慢，我应该避免在编写性能关键函数时使用它吗？

为了示例，请查看Projecting a list of lists efficiently in F#其中@ cfern的答案分别包含使用列表推导和高阶函数的两个版本：

let rec cartesian = function
  | [] -> [[]]
  | L::Ls -> [for C in cartesian Ls do yield! [for x in L do yield x::C]]

和

let rec cartesian2 = function
  | [] -> [[]]
  | L::Ls -> cartesian2 Ls |> List.collect (fun C -> L |> List.map (fun x->x::C))

Answer 1

在理解和高阶函数之间进行选择主要是风格问题。我认为理解有时更具可读性，但这只是个人偏好。请注意，cartesian函数可以更优雅地编写如下：

let rec cartesian = function  
  | [] -> [[]]  
  | L::Ls -> 
     [ for C in cartesian Ls do for x in L do yield x::C ]

有趣的情况是编写递归函数。如果使用序列（和序列推导），它们会删除一些不必要的临时列表分配，如果在尾部调用位置使用yield!，也可以避免堆栈溢出异常：

let rec nums n = 
  if n = 100000 then []
  else n::(nums (n+1))
// throws StackOverflowException
nums 0 

let rec nums n = seq {
  if n < 100000 then
    yield n
    yield! nums (n+1) }
// works just fine
nums 0 |> List.ofSeq

这是一个非常有趣的模式，因为它不能使用列表以相同的方式编写。使用列表时，您不能返回某个元素然后进行递归调用，因为它对应于n::(nums ...)，这不是尾递归。

Answer 2

查看ILSpy中生成的代码，您可以看到列表推导被编译到状态机（比如在C＃中使用yield return的方法），然后传递给List.ofSeq之类的东西。另一方面，高阶函数是手工编码的，并且经常使用可变状态或其他命令性构造尽可能高效。通常情况下，通用机制更加昂贵。

因此，要回答您的问题，如果性能至关重要，通常会有一个特定于问题的高阶函数，应该是首选。

Answer 3

添加Tomas Petricek的回答。您可以使列表版本尾递归。

let nums3 n =
    let rec nums3internal acc n = 
        if n = 100000 then
            acc
        else
            nums3internal (n::acc) (n+1) //Tail Call Optimization possible

    nums3internal [] n |> List.rev

nums3 0

具有相当大的加速优势。至少当我用秒表工具测量时，我得到了。（nums2是使用Seq的算法）。

Nums2 takes 81.225500ms
Nums3 takes 4.948700ms

对于更高的数字，这种优势会缩小，因为List.rev效率低下。例如。对于10000000，我得到：

Nums2 takes 11054.023900ms
Nums3 takes 8256.693100ms

列表理解与F＃中的高阶函数

3 个答案: