Data structures Cons的优点是什么？

许多函数式编程语言支持并推荐数据构造函数

Cons

（用于

（1，（2，（3））

，如和

但是它的优点是什么呢？这样的列表既不能随机访问，也不能附加到

O（1）

Cons

（construct的缩写）不是数据结构，而是用于创建cons单元格的操作的名称。通过将多个单元格链接在一起，可以构建一个数据结构，特别是一个链表。其余讨论假设正在使用

cons

操作创建链表

虽然可以在头上附加O（1），但通过索引随机访问元素是一项代价高昂的操作，这需要在访问的元素之前遍历所有元素

---

链表的优点？它是一种功能性数据结构，在修改时创建或重新创建成本低廉；它允许在多个列表之间共享节点，并允许轻松进行垃圾收集。它非常灵活，具有正确的抽象，可以表示其他更复杂的数据结构，如堆栈、队列和树s、 还有很多很多专门为操作列表而编写的程序，例如

map

，

filter

，

fold

，等等，这些都使使用列表成为一种乐趣。最后，列表是一种递归数据结构，递归（特别是尾部递归）是函数式编程语言中解决问题的首选方法；因此在这些语言中，递归数据结构作为主要数据结构是很自然的。

首先，让我们区分“cons”作为通常称为

：

的ML样式列表数据构造函数的昵称，以及昵称的来源，原始的Lisp样式

cons

函数

在Lisps中，cons单元格是一种通用数据结构，不限于同构元素类型的列表。在ML风格的语言中，等价物是嵌套对或2元组，空列表由“unit”类型表示，通常为

（）

.Óscar López很好地概述了Lisp

cons

的实用性，所以我就到此为止

在大多数ML风格的语言中，不可变cons列表的优点与它们在Lisps中的列表使用没有太大的区别，在保证静态类型和ML风格模式匹配语法的同时，牺牲了动态类型的灵活性

然而，在Haskell中，由于延迟求值，情况就大不相同了。构造函数是延迟的，对它们进行模式匹配是强制求值的少数几种方法之一，因此与严格求值的语言相比，通常情况下应该避免尾部递归。相反，通过将递归调用放在列表的尾部，它可以只有在需要时才可以计算每个递归调用。如果使用适当的延迟函数（如

map

或

foldr

）处理延迟生成的列表，则可以在恒定内存中构造和使用一个大的列表，并以相同的速率强制尾部，以便GC清除头部起来

Haskell的一个常见观点是，惰性cons列表与其说是一个数据结构，不如说是一个控制结构——一个与其他类似循环有效组合的具体化循环

---

这就是说，在许多情况下，缺点列表并不合适——比如需要重复随机访问时——在这些情况下，当然不建议使用列表。

优势到底是什么？通常当你谈论优点时，它们都超越了一些可供选择的方法。实际上，OP似乎在使用“缺点”在函数式编程的ML传统中，术语“数据构造函数”是正确的。在这种情况下，数据构造函数同时充当“cons cell”的定义，创建列表的操作，以及用于提取现有列表的开头和结尾的模式。此外，在这些语言中，它通常是列表专有的，而不是lisps中的通用构建块。