วิธีแก้ปัญหาสำหรับการใช้งานการดำเนินการเกี่ยวกับโครงสร้างข้อมูลที่เชื่อมโยงหรือวงกลมในภาษาที่มีข้อมูลที่ไม่เปลี่ยนรูปแบบ

ฉันต้องการเรียนรู้วิธีสร้างกราฟและดำเนินการบางอย่างกับพวกเขาใน Haskell แต่คำถามนั้นไม่เฉพาะเจาะจงกับ Haskell และแทนที่จะเป็นกราฟเราอาจพิจารณาเชื่อมโยงรายการเป็นสองเท่า

คำถาม: อะไรจะเป็นสำนวนหรือแนะนำวิธีการใช้รายการเชื่อมโยงทวีคูณ (หรืออื่น ๆ ที่เชื่อมโยงทวีคูณหรือโครงสร้างข้อมูลแบบวงกลม) และการดำเนินงานในภาษาที่สนับสนุนและสนับสนุนสำหรับโครงสร้างข้อมูลที่ไม่เปลี่ยนรูปแบบ (Haskell, Clojure เป็นต้น) ? โดยเฉพาะอย่างยิ่งวิธีการใช้การอัปเดตในสถานที่ซึ่งภาษาต้องห้ามอย่างเป็นทางการ?

ฉันสามารถจินตนาการได้อย่างง่ายดายว่าหากมีการดำเนินการในท้องถิ่นในรายการที่ลิงก์ซ้ำกัน (หากมีการแทรกรายการไว้) อาจไม่จำเป็นต้องคัดลอกรายการทั้งหมดทันทีเนื่องจากความเกียจคร้านของภาษา อย่างไรก็ตามเนื่องจากรายการมีการเชื่อมโยงเป็นสองเท่าหากมีการแก้ไขในที่เดียวจึงไม่มีโหนดเก่าที่สามารถใช้ในรายการเวอร์ชันใหม่และพวกเขาจะต้องทำเครื่องหมายคัดลอกคัดลอกเก็บขยะไม่ช้า . เห็นได้ชัดว่าสิ่งเหล่านี้เป็นการดำเนินการที่ซ้ำซ้อนหากจะใช้เฉพาะสำเนาที่ปรับปรุงแล้วของรายการ แต่พวกเขาจะเพิ่มสัดส่วน "ค่าใช้จ่าย" ตามขนาดของรายการ

นี่หมายความว่าสำหรับงานดังกล่าวข้อมูลที่ไม่เปลี่ยนรูปแบบนั้นไม่เหมาะสมและภาษาที่ประกาศได้โดยไม่ต้องมีการสนับสนุน "ดั้งเดิม" สำหรับข้อมูลที่ไม่แน่นอนไม่ดีเท่าที่จำเป็นหรือไม่? หรือมีวิธีแก้ปัญหาที่ยุ่งยากบ้างไหม?

ป.ล. ฉันได้พบบทความและงานนำเสนอบางอย่างเกี่ยวกับเรื่องนี้ในอินเทอร์เน็ต แต่มีความยากลำบากในการติดตามพวกเขาในขณะที่ฉันคิดว่าคำตอบของคำถามนี้ไม่ควรใช้มากกว่าหนึ่งย่อหน้าและอาจเป็นไดอะแกรม ... ฉันหมายถึงถ้ามี ไม่มีวิธีแก้ปัญหา "ฟังก์ชั่น" สำหรับปัญหานี้คำตอบน่าจะเป็น "ใช้ C" หากมีอย่างใดอย่างหนึ่งมันจะซับซ้อนแค่ไหน?

คำถามที่เกี่ยวข้อง

• "โครงสร้างข้อมูลในการโปรแกรมเชิงฟังก์ชัน" . คำถามเฉพาะของฉันเกี่ยวกับการใช้การอัปเดตแบบแทนที่ไม่ใช้ทางเลือกที่ไม่มีประสิทธิภาพ

• การกลายพันธุ์ภายในของโครงสร้างข้อมูลถาวร " . ดูเหมือนจะเน้นไปที่การใช้งานในระดับต่ำในภาษาที่ไม่ได้ระบุในขณะที่คำถามของฉันเกี่ยวกับการเลือกภาษาที่ถูกต้อง (การใช้งานหรืออื่น ๆ ) และการแก้ปัญหาเชิงสำนวนที่เป็นไปได้ในภาษาที่ใช้งานได้

ใบเสนอราคาที่เกี่ยวข้อง

ภาษาการเขียนโปรแกรมที่ใช้งานได้จริงช่วยให้อัลกอริธึมหลายอย่างแสดงออกมาอย่างกระชับ แต่มีอัลกอริธึมบางอย่างที่สถานะที่สามารถอัปเดตได้ในสถานที่ดูเหมือนจะมีบทบาทสำคัญ สำหรับอัลกอริทึมเหล่านี้ภาษาที่ใช้งานได้จริงซึ่งไม่มีสถานะที่สามารถอัปเดตได้ดูเหมือนจะไม่มีประสิทธิภาพโดยแท้จริง ( [Ponder, McGeer และ Ng, 1988] )

- John Launchbury และ Simon Peyton Jones, Lazy functional threads (1994), John Launchbury และ Simon Peyton Jones, Haskell (1995) เอกสารเหล่านี้แนะนำตัวSTสร้างประเภท monadic ใน Haskell

อาจมีโครงสร้างข้อมูลที่ไม่เปลี่ยนรูปแบบอื่น ๆ ที่เหมาะสมกับงานของคุณโดยเฉพาะ แต่ไม่เหมือนกับรายการที่เชื่อมโยงเป็นสองเท่า (ซึ่งน่าเสียดายที่มีข้อบกพร่องในการปรับเปลี่ยนพร้อมกันเนื่องจากความไม่แน่นอน หากคุณระบุปัญหาของคุณให้แคบลงอาจพบโครงสร้างดังกล่าวได้

คำตอบทั่วไปสำหรับการสำรวจโครงสร้างทางเศรษฐกิจที่ค่อนข้างไม่เปลี่ยนรูปคือเลนส์ แนวคิดคือคุณสามารถเก็บข้อมูลได้มากพอที่จะสร้างโครงสร้างที่ไม่เปลี่ยนรูปที่ได้รับการดัดแปลงใหม่จากส่วนที่ไม่ได้แก้ไขและชิ้นส่วนที่ถูกดัดแปลงในปัจจุบันและนำทางไปยังโหนดที่อยู่ใกล้เคียง

อีกโครงสร้างที่มีประโยชน์เป็นซิป (ส่วนที่ตลกคือลายเซ็นประเภทสำหรับซิปเลนส์เป็นอนุพันธ์ทางคณิตศาสตร์ในโรงเรียนของลายเซ็นประเภทของโครงสร้าง)

นี่คือลิงค์ไม่กี่

• คำอธิบายง่ายๆของรูดซิป

• บทหนึ่งเกี่ยวกับซิปจาก "Learn a a Haskell"

• รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับเลนส์ใน Scala (สไลด์)

• Lensing พื้นฐาน
• เลนส์ในการโปรแกรมเชิงฟังก์ชัน

Haskell ไม่ได้ป้องกันการใช้โครงสร้างข้อมูลที่ไม่แน่นอน พวกเขามีกำลังใจอย่างหนักและทำให้ยากต่อการใช้งานเนื่องจากความจริงที่ว่าส่วนของรหัสที่ใช้พวกเขาในที่สุดจะต้องส่งคืนการกระทำ IO (ซึ่งในที่สุดจะต้องผูกพันกับการกระทำ IO ที่ส่งกลับโดยฟังก์ชั่นหลัก) ทำให้ไม่สามารถใช้โครงสร้างดังกล่าวได้หากคุณต้องการจริงๆ

ฉันขอแนะนำให้ตรวจสอบการใช้หน่วยความจำทรานแซคชันของซอฟต์แวร์เป็นวิธีในอนาคต เช่นเดียวกับการจัดหาวิธีที่มีประสิทธิภาพในการใช้โครงสร้างที่เปลี่ยนแปลงได้มันยังให้การรับประกันที่มีประโยชน์มากสำหรับความปลอดภัยของเธรด ดูรายละเอียดของโมดูลที่https://hackage.haskell.org/package/stmและภาพรวมของวิกิพีเดียที่https://wiki.haskell.org/Software_transactional_memory