Data structures 数据结构差异化、直觉构建
根据数据结构的差异化工作 根据: 在微分学中,数据类型D(给出为D')的导数是具有单个“孔”的D结构类型,即不包含任何数据的可分辨位置。这惊人地满足了微积分微分的相同规则 这些规则是:Data structures 数据结构差异化、直觉构建,data-structures,haskell,algebraic-data-types,Data Structures,Haskell,Algebraic Data Types,根据数据结构的差异化工作 根据: 在微分学中,数据类型D(给出为D')的导数是具有单个“孔”的D结构类型,即不包含任何数据的可分辨位置。这惊人地满足了微积分微分的相同规则 这些规则是: 1 = 0 X′ = 1 (F + G)′ = F' + G′ (F • G)′ = F • G′ + F′ • G (F ◦ G)′ = (F′ ◦ G) • G′ 参考文献对我来说有点太复杂了,我没有直觉。 这在实践中意味着什么?一个具体的例子就太棒了。X中X的单孔上下文是什么?没有选择:它是(-
1 = 0
X′ = 1
(F + G)′ = F' + G′
(F • G)′ = F • G′ + F′ • G
(F ◦ G)′ = (F′ ◦ G) • G′
参考文献对我来说有点太复杂了,我没有直觉。
这在实践中意味着什么?一个具体的例子就太棒了。X中X的单孔上下文是什么?没有选择:它是(-),可以用单位类型表示
X*X中X的单孔上下文是什么?它类似于(-,x2)或(x1,-),所以它可以用X+X(或者2*X,如果你愿意的话)来表示
X*X*X中X的单孔上下文是什么?它类似于(-,x2,x3)或(x1,-,x3)或(x1,x2,-),可以用X*X+X*X+X*X或(3*X^2,如果你愿意的话)来表示 更一般地说,带孔的F*G要么是带孔的F和完整的G,要么是带孔的F和完整的G 递归数据类型通常被定义为多项式的不动点
data Tree = Leaf | Node Tree Tree
实际上是说Tree=1+Tree*Tree。区分多项式会告诉您直接子树的上下文:叶中没有子树;在节点中,它是左侧的洞,右侧的树,或左侧的树,右侧的洞
data Tree' = NodeLeft () Tree | NodeRight Tree ()
这是一个多项式,它被区分并呈现为一个类型。因此,树中子树的上下文就是这些树步骤的列表
type TreeCtxt = [Tree']
type TreeZipper = (Tree, TreeCtxt)
例如,这里有一个函数(未测试代码),它在树中搜索通过给定测试子树的子树
search :: (Tree -> Bool) -> Tree -> [TreeZipper]
search p t = go (t, []) where
go :: TreeZipper -> [TreeZipper]
go z = here z ++ below z
here :: TreeZipper -> [TreeZipper]
here z@(t, _) | p t = [z]
| otherwise = []
below (Leaf, _) = []
below (Node l r, cs) = go (l, NodeLeft () r : cs) ++ go (r, NodeRight l () : cs)
“下面”的作用是生成与给定树相关的树的居民
区分数据类型是使“搜索”之类的程序通用化的好方法。我的解释是,T的导数(拉链)是所有实例的类型,类似于T的“形状”,但正好有一个元素被“孔”替换 例如,列表是
List t = 1 []
+ t [a]
+ t^2 [a,b]
+ t^3 [a,b,c]
+ t^4 [a,b,c,d]
+ ... [a,b,c,d,...]
如果我们用一个孔(表示为@
)替换这些“a”、“b”、“c”等中的任何一个,我们将得到
List' t = 0 empty list doesn't have hole
+ 1 [@]
+ 2*t [@,b] or [a,@]
+ 3*t^2 [@,b,c] or [a,@,c] or [a,b,@]
+ 4*t^3 [@,b,c,d] or [a,@,c,d] or [a,b,@,d] or [a,b,c,@]
+ ...
另一个例子是二叉树
data Tree t = TEmpty | TNode t (Tree t) (Tree t)
-- Tree t = 1 + t (Tree t)^2
因此,添加孔将生成以下类型:
{-
Tree' t = 0 empty tree doesn't have hole
+ (Tree X)^2 the root is a hole, followed by 2 normal trees
+ t*(Tree' t)*(Tree t) the left tree has a hole, the right is normal
+ t*(Tree t)*(Tree' t) the left tree is normal, the right has a hole
@ or x or x
/ \ / \ / \
a b @? b a @?
/\ /\ / \ /\ /\ /\
c d e f @? @? e f c d @? @?
-}
data Tree' t = THit (Tree t) (Tree t)
| TLeft t (Tree' t) (Tree t)
| TRight t (Tree t) (Tree' t)
说明链式规则的第三个示例是玫瑰树(变量树):
导数表示R't=List(rt)+t*List'(rt)*R't
,意思是
{-
R' t = List (R t) the root is a hole
+ t we have a normal root node,
* List' (R t) and a list that has a hole,
* R' t and we put a holed rose tree at the list's hole
x
|
[a,b,c,...,p,@?,r,...]
|
[@?,...]
-}
data Rose' t = RHit [Rose t] | RChild t (List' (Rose t)) (Rose' t)
请注意,data List't=LHit[t]| LTail t(List't)
(这可能与传统类型不同,传统类型的拉链是“方向”列表,但它们是同构的。)
导数是记录如何对结构中的位置进行编码的系统方法,例如,我们可以使用:(未完全优化)进行搜索
实际上,这意味着您可以计算或构造数据类型的导数及◦ 是可以用来以更一般的方式描述数据类型的结构。孔可以用于拉链,通过这种方式,人们可以自动在数据结构中找到孔,这对泛型很有用。很清楚“和类型中的洞”或“积类型中的洞”应该是什么,所以你得到的正是数学家所说的微分。然后,你自动知道你可以做计算导数时所做的所有事情:链式规则、微分逆、偏导数、微分方程(指数?指数函子有没有用?),微分不动点方程的解(这就是你计算拉链类型的方法)@亚历山大:
e^X=1+X+X^2/2+X^3/3!+代码>。如何划分类型?:)@KennyTM:exp
被定义为F'(X)=F(X)
(作为方程的“通用”解,无论是初始解还是终端解,就像列表是L(X)=1+a L(X)
)的解一样)。我不知道满足它的函子(如果有的话),也不知道它们有什么用处。@Alexandre:如果存在这样的类型,它就不是“多项式类型”。(假设F(X)≠ 太棒了。非常直观的解释。我喜欢作者回答关于论文本身的问题。我将寻找在我的工作中应用数据类型派生的地方。
{-
R' t = List (R t) the root is a hole
+ t we have a normal root node,
* List' (R t) and a list that has a hole,
* R' t and we put a holed rose tree at the list's hole
x
|
[a,b,c,...,p,@?,r,...]
|
[@?,...]
-}
data Rose' t = RHit [Rose t] | RChild t (List' (Rose t)) (Rose' t)
locateL :: (t -> Bool) -> [t] -> Maybe (t, List' t)
locateL _ [] = Nothing
locateL f (x:xs) | f x = Just (x, LHit xs)
| otherwise = do
(el, ctx) <- locateL f xs
return (el, LTail x ctx)
locateR :: (t -> Bool) -> Rose t -> Maybe (t, Rose' t)
locateR f (RNode a child)
| f a = Just (a, RHit child)
| otherwise = do
(whichChild, listCtx) <- locateL (isJust . locateR f) child
(el, ctx) <- locateR f whichChild
return (el, RChild a listCtx ctx)
updateL :: t -> List' t -> [t]
updateL x (LHit xs) = x:xs
updateL x (LTail a ctx) = a : updateL x ctx
updateR :: t -> Rose' t -> Rose t
updateR x (RHit child) = RNode x child
updateR x (RChild a listCtx ctx) = RNode a (updateL (updateR x ctx) listCtx)