list - Haskell:同时迭代两个列表的三个字段

Question

在时域中进行一些音频过滤时，我遇到了一个需要用带有索引的迭代语言来解决的问题。在 Haskell 中，编写算法似乎有点困难。好的，这就是重点:

[x1 x2 x3 | x4 x5 x6 | x7 x8 x9 x10 ...]
|y1 y2 y3 | y4 y5 y6 | ]

想象两个列表，上面的一个是源，下面的一个是目标。我在两个数组上从左向右移动一个 2x3 字段大小的窗口，在此示例中为 x4-x6 和 y4-y6。y6 将获得一个函数的结果，该函数让 x4、x5、x6、y4 和 y5 进行处理。通常我会在 haskell 中使用递归函数来完成此操作，但重点是，这个计算 y6 的函数是一个参数。它是具有单独算法的 10 种不同过滤器函数之一。一开始我只有x1来计算y1。在下一步中，我有 x1、y2 和 y1 来处理 y2。第三步使用 x1、x2、x3、y1 和 y2 生成 y3。依此类推，直到 y_n。目前我陷入了如何做到这一点的困境。

编辑:更详细一点

现在，这里的函数就像在普通的旧 C 语言中一样:

void processArray(int[] in, int[] out, int count, int (*filterFunction)(int, int, int, int, int)) {
    int index;
    for (int index = 0; index < count; index++) {
        out[index] = 
            filterFunction(
                index - 2 >= 0 ? in[index-2] : 0, 
                index - 1 >= 0 ? in[index-1] : 0, 
                in[index],
                index - 2 >= 0 ? out[index-2] : 0,
                index - 1 >= 0 ? out[index-1] : 0,
    }
}

Answer 1

您需要使用本地递归来构建此列表。您想要将某个函数 f 映射到 5 个输入列表，因此选择的工具是 zipWith5。第一个列表本质上是 0 : 0 : input，第二个列表本质上是 0 : input，第三个列表只是 input，第四个列表本质上是 0 : input列表只是 0 : 0 : out，第五个是 0 : out。

processArray :: (Int -> Int -> Int -> Int -> Int -> Int) -> [Int] -> [Int]
processArray f input =
    let out = zipWith5 f (0 : 0 : input)
                         (0 : input)
                         input
                         (0 : 0 : out)
                         (0 : out)
    in out

这是一个与斐波那契数列非常相似的技巧

fibs = 1 : 1 : zipWith (+) fibs (drop 1 fibs)

就 CPU 性能而言，它会非常有效地惰性地生成所有斐波那契值的列表，但可能会耗尽您的所有 RAM，具体取决于您如何使用它。

就难度而言，这是仅使用递归、列表 cons 和 zipWith5 来定义的。它会生成一个与 input 一样长的列表，这意味着理论上它可以是无限的。它不需要知道列表的长度，也不需要在每个阶段检查索引。它也会惰性地产生这些值。总的来说，我认为这比 C 版本简单得多。