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这篇文章,咱们要入手实现一个 List
,不过和个别的文章不同,咱们这里不必类来实现,而是用根本的数据结构,二元元组(a, b)
和空元组 ()
来实现。这两个都能够通过 lambda
间接定义进去,具体方法能够参考上一篇的内容。
咱们考虑一下,List
(也叫链表),最要害的是创立一个模式,能够无穷开展本人,保留一个值和下一个数据的,例如 [1, 2, 3, 4]
咱们能够用 (1, (2, (3, (4, ()))))
。咱们必须指定一个结尾,这个就是()
在其中的作用,()
同时代表空列表和列表结尾的含意。很容易地,咱们能够将列表定义如下(我这里包了个函数,只是为了将数据隔离,避免咱们应用自带的比拟来实现一些性能):
def cons(head, tail):
def helper():
return (head, tail)
return helper
而后咱们定义两个函数,来获取外面的数据,相似上一篇接口中的first
、second
:
head = lambda cons_list: cons_list()[0]
tail = lambda cons_list: cons_list()[1]
咱们能够定义一个函数示意空的变量 empty_list_base
,这之后,为了不便计算,咱们能够写一个生成cons
的的不便的办法(当然这个实现用了 *arg
的概念,咱们默认应用这个语法糖个性):
def cons_apply(*args):
if len(args) == 0:
return empty_list_base
else:
return cons(args[0], cons_apply(*args[1:]))
这样咱们就能够很不便地实现新建 List
了:
>>> cons_apply(1, 2, 3) # 返回 cons(1, cos(2, cos(3, ())))
为了不便比拟,咱们也能够定义一个判断列表是否相等的函数:
def equal_cons(this: ListBase[S], that: ) -> bool:
if this == empty_list_base and that != empty_list_base:
return False
elif this != empty_list_base and that == empty_list_base:
return False
elif this == empty_list_base and that == empty_list_base:
return True
else:
return head(this) == head(that) and equal_cons(tail(this), tail(that))
当初咱们就能够很不便地做一些验证了。
>>> assert equal_cons(cons_apply(1, 2, 3), cons(1, cons(2, cons(3, ()))))
当初咱们须要就是要实现一些不须要循环实现的列表运算,就是上一篇说的 map
、fold_left
和filter
。
map
的作用是将函数 f
带入到列表的每一个值,即咱们带入 f
到列表的头之后,再把 map
利用到 tail
中,即:
def map_cons(f, cons_list):
if cons_list == ():
return empty_list_base
else:
return cons(f(head(cons_list)), map_cons(f, tail(cons_list)))
同理,咱们能够实现 filter
和fold_left
:
def filter_cons(f, cons_list):
if cons_list == ():
return empty_list_base
else:
hd, tl = head(cons_list), tail(cons_list)
if f(hd):
return cons(hd, filter_cons(f, tl))
else:
return tl
def fold_left_cons(f, init, cons_list):
if cons_list == ():
return init
else:
return fold_left_cons(f, f(init, head(cons_list)), tail(cons_list))
这样,咱们就能够实现一些基本功能了,比方将 [1, 2, 3, 4, 5]
每个元素加一,筛选偶数求和,就能够写成:
>>> res = fold_left_cons(lambda x, y: x + y, 0,
>>> filter_cons(lambda x: x % 2 == 0,
>>> map_cons(lambda x: x + 1,
>>> cons_apply(1, 2, 3, 4, 5)
>>> )))
>>> res == 12
当然,这种格调的代码,嵌套的可读性很差,这里咱们就想到了之前咱们实现的 and_then
或compose
函数,能够组合这些水管结构的货色。不过,咱们将这些函数改成科里化会更不便的写。这样就能够用函数组合的格调了:
map_cons_curry = lambda f: lambda cons_list: map_cons(f, cons_list)
filter_cons_curry = lambda f: lambda cons_list: filter_cons(f, cons_list)
fold_left_cons_curry = lambda f: lambda init: lambda cons_list: fold_left_cons(f, init, cons_list)
具体的调用就是上面的办法了:
>>> f = and_then(>>> map_cons_curry(lambda x: x + 1),
>>> filter_cons_curry(lambda x: x % 2 == 0),
>>> fold_left_cons_curry(lambda x, y: x + y)(0),
>>> )
>>>
>>> assert f(cons_apply(1, 2, 3, 4, 5)) == 12
如果你应用了我保护的这个 fppy
(点击这里进入)的例子的话,你也能够应用一个F_
的润饰器轮子,这样就能够实现另一种基于类的链式写法:
from fppy.base import F_, I
F_(I)\
.and_then(map_cons_curry(lambda x: x + 1))\
.and_then(filter_cons_curry(lambda x: x % 2 == 0))\
.and_then(fold_left_cons_curry(lambda x, y: x + y)(0))\
.apply(cons_apply(1, 2, 3, 4, 5)) # 返回 12
这篇之中,咱们简略仅用二元元组、相等、函数的概念,保护了一个列表的后果,并能通过一些列表函数对齐进行遍历计算、筛选。下一篇之中,咱们讲开始粗略地探讨类、类型这些概念,这将不便咱们当前的探讨。