clojure不可变二叉搜索树插入

我目前正试图在clojure中实现一个不可变的BST。 这是我的生成树功能：

（定义生成树[v]{:v:l nil:r nil}）

和插入：

(defn insert [tree v]
  (if (nil? tree)
    (make-tree v)
    (case (compare v (tree :v))
      -1 (assoc tree :l (insert (:l tree) v))
      0 tree
      1 (assoc tree :r (insert (:r tree) v)))))

问题是，这个insert函数将溢出如下内容

（减少插入（生成树1）（范围10000））

我知道我可以平衡这棵树，这样我就不需要超过1000个深度。我仍然很好奇是否有任何方法来定义函数，这样它就不会溢出

由于可变版本只修改节点，因此不需要存储父节点，这似乎很方便

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在现实生活中你会选择什么？可变还是不可变？

您的实现不是自平衡的，您的示例是按顺序插入元素的最坏情况。堆栈溢出是由于深度递归造成的。为了避免这种情况，您需要以延续传递样式重写算法，以便可以使用尾部递归或创建显式展开堆栈，而不是隐式使用调用堆栈

在现实生活中，Clojure已经有了一个不可变的自平衡树，

排序集

和

排序映射

，我在大多数情况下都会使用它。Java有可变的

TreeMap

，如果需要，您可以通过Clojure的Java互操作轻松地利用它

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（进入（排序集）（范围10000））

要添加到A.韦伯的答案中：

虽然纯功能性实现需要在CPS中编写，但您可以将树实现为功能包装器+可变节点，其中修改将按如下方式进行：

包装器创建一个新的空根，并告诉当前根执行修改，并将结果放入新根中

如果新根确定要修改自己的值，它会将其子级复制到新根，将新值放入新根并返回

否则，它会将其值和不需要修改的分支复制到新根目录中，并在新根目录中安装一个新的（空白）节点，以代替需要修改（或者可能需要修改）的分支

当前根通知需要修改的分支修改自身，并将新的空白节点交给它

分支在重复步骤2-5中充当根

包装器使用新根创建一个新的包装器。新包装器作为顶级操作的结果返回

上面的第2-5点描述了一个递归过程，但它实际上是尾部递归的，因此可以重写为循环

在所有这些都完成之后，旧的包装器当然是非常好的，并且仍然保持相同的树（因为所有的突变只涉及新节点）

事实上，许多Clojure数据结构始终使用包含的可变性（主要涉及数组）。（虽然不是树形图；使用可变性的实际模式也不同，但使用包含的可变性在内部加快速度，同时在外部维护功能接口的基本前提是相似的。）

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我还将添加两条相切的评论：

首先，您的实现假设

compare

将返回-1、0、1中的一个，实际上，它可以自由返回任何负数表示“小于”，任何正数表示“大于”（

（compare“foo”“bar”）

在我的REPL中计算为

4

，很可能是任何JVM REPL，尽管确切的值同样未指定）

其次，如果您对Clojure中实现的自平衡树的实际示例感兴趣，您可能想看看，这是Clojure中的

PersistentTreeMap

和

PersistentTreeSet

的实现。它基于ClojureScript实现，而ClojureScript又是Clojure Java实现的一个端口。在这一点上，我想说它纯粹是实验性的，但它似乎确实有效（通过了CLJS测试套件，达到了我在REPL上预期的效果），并且可以作为Clojure中简单PDS实现的示例

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1基本上，在编写ClojureScript实现之后，我想看看生成相同数据结构的Clojure实现需要多少额外工作。很明显会有一些额外的工作，因为有Java接口要实现，一些数组处理代码需要调整等等，但我希望这不会增加太多。我很高兴地报告，这一基本期望得到了经验的证实。就性能而言，它并没有完全达到Java实现的标准（我似乎记得大多数基准测试都慢了1.5倍，不过我必须重新检查一下）；我希望最终能改进这一点，不过目前性能调整的优先级更高。

您同时提出了几个问题。Re：现实生活中，总有一个权衡。可变数据结构往往需要更少的分配，因此它们减轻了GC的压力，并导致更少的内存碎片。当数据必须在线程之间共享时，不可变数据结构更安全、更方便，并且可能更高效。