Haskell 获取常量长度在函数式编程上下文中使用不可变列表检索时间常量

我目前面临的问题是必须根据给定列表的长度进行计算。必须遍历列表的所有元素才能知道它的大小是一个很大的性能损失，因为我使用的是相当大的列表

解决这个问题的建议方法是什么

我想我总是可以将一个大小值与列表一起携带，这样我就可以事先知道它的大小，而不必在调用站点进行计算，但这似乎是一种脆弱的方法。我还可以定义自己的列表类型，其中每个节点都有其属性列表的大小，但这样我就失去了编程语言库为标准列表提供的优势

你们在日常生活中是怎么处理的

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我目前正在使用F#。我知道我可以使用.NET的可变（数组）列表，这将解决这个问题。不过，我对纯粹不变的函数方法更感兴趣。

我不明白为什么将长度旋转是一种脆弱的方法。试试这样（哈斯克尔）：

等等。如果这是在库或模块中，您可以通过不导出构造函数

NList

使其安全（我认为）

也可以强制GHC记忆

长度

，但我不确定如何记忆或何时记忆。

在F#中，大多数

列表

函数都具有等效的

Seq

函数。这意味着，您可以实现自己的不可变链表，该链表携带每个节点的长度。大概是这样的：

使用
成员this.GetEnumerator（）=
（this.sequence）.GetEnumerator（）
成员this.GetEnumerator（）=
（this.sequence:>System.Collections.IEnumerable）.GetEnumerator（）
模块MyList=
让记录列表=
匹配列表
|[]->MyList无
|head:：tail->MyList（部分（head，of list tail））

内置的F#list类型没有任何长度缓存，也没有办法以某种巧妙的方式添加，因此您需要定义自己的类型。我认为为现有的F#

列表

类型编写包装器可能是最好的选择

这样，您可以避免显式转换—当您包装列表时，它实际上不会复制它（如svick的实现中所述），但包装器可以轻松地缓存

Length

属性：

opensystem.Collections
类型（长度列表）=
让length=lazy list.length
成员x.长度=长度.值
成员x.列表=列表
接口IEnumerable with
成员x.GetEnumerator（）=（列表：>IEnumerable）.GetEnumerator（）
接口seq）.GetEnumerator（）
[]
模块长度列表=
let of List l=长度列表（l）
let of Seq s=长度列表（List.of Seq s）
让toList（l:长度列表）=l.列表
让长度（l:长度列表）=l.长度

使用包装器的最佳方法是使用

LengthList.ofList

从标准F#list创建

LengthList

，并在使用标准

list

模块中的任何函数之前使用

LengthList.toList

（或仅使用

list

）属性

但是，这取决于代码的复杂性——如果只需要几个位置的长度，那么单独保存它并使用tuple

列表可能会更容易
你们在日常生活中是怎么处理的

我们没有，因为这不是日常生活中的问题。这听起来像是一个问题，可能在有限的领域

如果您最近创建了列表，那么您可能已经完成了O（N）项工作，因此遍历列表以获得其长度可能不是什么大问题

如果你制作了一些非常大的列表，但没有太多“改变”（显然从未改变，但我的意思是改变对域/算法中使用的列表头的引用集），那么在引用列表头*长度元组的一侧放一个字典可能是有意义的，当询问长度时，请查阅字典（在需要时做实际的工作来遍历它们，但为将来缓存结果时会询问相同的列表）

最后，如果您真的要处理一些算法，需要不断地更新正在使用的列表并不断地查询长度，那么创建您自己的类似列表的数据类型（是的，您还需要编写map/filter和其他任何代码）

（通常情况下，我认为99.99%的时间最好使用内置数据结构。在0.01%的时间里，如果您正在开发需要高度优化的算法或代码，那么几乎总是需要放弃内置数据结构（对于大多数情况来说，这已经足够好了）并使用定制的数据结构来解决您正在处理的确切问题。在这种情况下，查看wikipedia或Okasaki的“纯功能数据结构”以获取想法和建议。但很少使用这种情况。）
Hmmm。。。我猜列表不是这个案例的正确数据结构。对于某些有限的值集，列表是可以的，但如果这些值的计数变得越来越大，您将陷入性能问题。问题是，如果您参考长度，列表不再流。@fuzzxl我不确定流是什么意思；显然，您不能将其用于无限列表，但也不能在无限列表上运行
length
。我认为这与
NList
不是递归定义的，而常规Haskell列表是递归定义的这一事实有关。对于常规列表，
tail
只需解构cons单元格，而对于
nTail
，则需要解构它并重新构建另一个
NList
。
data NList a = NList Int [a]

nNil :: NList [a]
nNil = NList 0 []

nCons :: a -> NList a -> NList a
nCons x (NList n xs) = NList (n+1) (x:xs)

nHead :: NList a -> a
nHead (NList _ (x:_)) = x

nTail :: NList a -> NList a
nTail (NList n (_:xs)) = NList (n-1) xs

convert :: [a] -> NList a
convert xs = NList (length xs) xs