F# 藏东西？

错误标题的Sry可以找到正确的词

目前，我正在尝试制作一些基本的数据结构，F#可以在任何情况下使用，第一个是一个双链接列表

我的问题不是如何实现它，而是为什么要隐藏数据结构的丑陋。简言之，我有一个节点看起来像

type Node<'N> = 
  | (node<'N> ref, 'N, node<'N>)
  | Empty

type Node ref，'N，Node您可以将F#type包装在一个类中，并隐藏实际的F#表示。例如，如果您想要一个超级简单的可变列表，您可以这样做：

type private MyListNode<'T> = 
  | Empty 
  | Cons of 'T * MyListNode<'T>

type MyList<'T>() =
  let mutable nodes = Empty
  member x.Prepend(el) = nodes <- Cons(el, nodes)
  member x.ToArray() = 
    let rec loop el = seq {
      match el with 
      | Empty -> ()
      | Cons(x, xs) -> 
          yield x
          yield! loop xs }
    loop nodes |> Array.ofSeq

键入私有MyListNode（）=
让可变节点=空
成员x.Prepend（el）=节点（）
|缺点（x，xs）->
产量x
产量循环xs}
循环节点|>Array.ofSeq

C#用户可以使用
MyList
，这是一个普通类，具有
Prepend
和
ToArray
方法。
MyListNode
类型是私有的（隐藏在您的F#库中），C#用户将永远看不到它。
这不是对问题的回答，而是对注释的回答，因为我要说的是需要图表，所以它在注释中不起作用

他写道：

但是我的双链接列表是在O（1）中运行的，如果我们假设只有数据而不是“指针”是不可变的，那么您仍然可以在O（1）时间内复制整个列表，因为您在添加或删除时所做的唯一事情是更改或生成指针（ref cell）对于旧列表，我们仍然有一个旧列表的副本，没有再次复制每个元素

如果您尝试这样做，您会发现，对于双链接列表，您实际上无法保留旧的列表指针。原因如下

使用单链接列表，您可以在O（1）时间内预先添加到列表，同时保持指向旧列表的任何指针不变。下面是一个例子：

包含三项的旧列表：


预编新标题后的新列表：


请注意，来自其他代码的引用是如何保持完整的。另一代码引用的旧列表是
[“项目1”；“项目2”；“项目3”]
。新列表为
[“新标题项目”；“项目1”；“项目2”；“项目3”]
。但是代码的另一部分所包含的引用仍然指向一个结构良好的列表。正如您将要看到的，“格式良好”的部分很重要

有了双链表，事情变得更复杂了——事实证明，不可能保持不变性并且有O（1）个时间。首先，让我们看看包含三项的旧列表：


这是一个格式良好的双链接列表。它遵守所有格式良好的双链接列表都应遵守的以下属性：

所有节点都有一个前向和后向指针
除head节点外，所有节点都有一个有效的（非空）返回指针。只有头部节点的后指针是
null
除尾部节点外，所有节点都具有有效（非空）Fwd指针。只有尾部节点的Fwd指针是
null
从任何不是尾部的节点开始，向前走，然后再向后走，都会使您回到开始时所在的节点
从任何不是头部的节点，往回走，然后向前走，应该会使您回到开始时的同一节点
现在，我们如何添加一个新的头项，同时仍然确保来自其他代码的引用继续指向格式良好的双链接列表

这是第一次尝试。我们添加新的头项，调整其Fwd指针以指向“旧”头节点，并重写该节点的后指针以指向新的头节点：


这仍然是一个格式良好的列表，您可以轻松验证。对于每个节点，所有五个属性仍然保持为真。但是，等等来自代码其他部分的引用已从下面的列表中更改出来！以前它指的是三个项目的列表，现在它指的是四个项目列表中的第二个项目！如果其他代码只是向前迭代，它不会注意到更改。但当它尝试向后迭代时，它会注意到有一个新的head项以前不存在！我们已经违背了不变性的承诺。不变性是对使用我们的数据结构的其他代码的一种保证，即“如果您引用了此数据结构，您看到的数据将永远不会从您下面更改。”而我们刚刚打破了这一承诺：旧代码用于查看列表
[“项目1”；“项目2”；“项目3”]
，现在它看到了列表
[“新标题项目”；“项目1”；“项目2”；“项目3”]

好吧，那么。有没有办法遵守承诺，不改变其他代码看到的内容？好吧，我们可以尝试不重写旧的头部节点；这样旧代码仍然可以看到一个由三项组成的双链接列表，每个人都很高兴，对吧？好吧，让我们看看如果我们这样做会是什么样子：


太棒了：另一段代码仍然看到它以前看到的完全相同的双链接列表，并且没有办法从旧列表到新的head节点。因此，其他代码的任何部分尝试从列表的head向后移动时，都会发现head仍然像应该的那样变为
null
。但是等等：那五个属性呢格式良好的列表的RTE？事实证明，我们违反了属性#4：从head节点开始，向前走，然后再向后走，最后到达一个空指针，而不是我们开始的节点。因此，我们不再有格式良好的列表：bummer

好的，这样的方法是行不通的。我们还可以尝试什么。好吧……嘿！我有个主意！让我们只复制一个旧的头部节点，并在不复制旧的头部节点的情况下调整副本！这仍然是O（1），因为我们知道我们只复制一个节点。然后另一个代码会看到它以前看到的内容，一个包含三项的列表，但是