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functional-programming - F# 我应该如何考虑分隔序列中的项目？

转载作者：行者123 更新时间：2023-12-02 13:46:40

对于一个菜鸟问题表示歉意。我正在尝试将我的思维模式从程序性转变为功能性。

例如，假设我有一个要打印的姓名列表，如“John、Paul、George 和 Ringo”。但这段代码不满足:

let names = [ "John"; "Paul"; "George"; "Ringo" ]
names |> Seq.iter (fun s -> printf "%s, " s)

我的程序本能是寻找一种方法将谓词暗示到该 lambda 中，以便它可以在“，”或“和”或“。”之间分支，具体取决于我们迭代序列的位置。我认为这是错误的，但我正在摸索什么是正确的。

将序列分成几部分会更好吗？

在这种情况下，我们似乎希望将序列分成与不同分隔符行为相对应的部分。我们想在最后分割它，所以我们不能使用Seq。但我们可以使用List.splitAt来代替。

let start, ending = List.splitAt (names.Length - 1) names
let penultimate, last = List.splitAt 1 ending
start |> Seq.iter (fun s -> printf "%s, " s)
penultimate |> Seq.iter (fun s -> printf "%s, and " s)
last |> Seq.iter (fun s -> printf "%s. " s)

这是正义的做法吗？有没有我忽略的更好的解决方案？我的想法正确吗？

最佳答案

我解决此类问题的一般方法是将它们分成更小的部分并单独解决:

空列表[]会产生""
一个元素["a"] 结果为"a."
两个元素 [ "a"; "b"] 结果为“a 和 b。”
更多元素(即 a::rest)会导致 "a, "+ takeCareOf rest，其中 takeCareOf 遵循上述规则。请注意，我们不需要知道完整列表的长度。

以上配方直接翻译为 F#(以及一般的函数式语言):

let rec commaAndDot' = function
| [] -> ()
| [ a ] -> printfn "%s." a
| a :: [ b ] -> printfn "%s and %s." a b
| a :: rest -> printf "%s, " a; commaAndDot' rest

我们完成了吗？不，commaAndDot' 违反了 Single Responsibility Principle因为该函数实现了我们的“业务逻辑”并打印到控制台。让我们解决这个问题:

let rec commaAndDot'' = function
| [] -> ""
| [ a ] -> sprintf "%s." a
| a :: [ b ] -> sprintf "%s and %s." a b
| a :: rest -> sprintf "%s, " a + commaAndDot'' rest

作为一个额外的好处，我们现在可以并行调用该函数，并且输出不会再混淆。

我们完成了吗？不，上面的函数不是尾递归的(我们需要在将其连接到当前结果之前计算commaAndDot''rest)并且会破坏大型列表的堆栈。解决此问题的标准方法是引入累加器 acc:

let  commaAndDot''' words =
    let rec helper acc = function
    | [] -> acc
    | [ a ] -> sprintf "%s%s." acc a
    | a :: [ b ] -> sprintf "%s%s and %s." acc a b
    | a :: rest ->  helper (acc + sprintf "%s, " a) rest
    helper "" words

我们完成了吗？不，commaAndDot''' 会为中间结果创建大量字符串。由于 F# 不是纯语言，我们可以利用本地(私有(private)、不可观察)突变来优化内存和速度:

let  commaAndDot words =
    let sb = System.Text.StringBuilder()
    let rec helper = function
    | [] -> sb
    | [ a ] -> sprintf "%s." a |> sb.Append
    | a :: [ b ] -> sprintf "%s and %s." a b |> sb.Append
    | a :: rest ->
        sprintf "%s, " a |> sb.Append |> ignore
        helper rest
    helper words |> string

我们完成了吗？可能......至少这是我认为惯用的 F# 并乐意 promise 的东西。为了进一步优化(例如，分别附加逗号和点或更改模式的顺序)，我首先在牺牲可读性之前编写微基准。

所有版本都会生成相同的输出:

commaAndDot []                          // ""
commaAndDot [ "foo" ]                   // "foo."
commaAndDot [ "foo"; "bar" ]            // "foo and bar."
commaAndDot [ "Hello"; "World"; "F#" ]  // "Hello, World and F#."

更新:SCNR，创建了一个基准...结果如下为 HTML 片段(用于良好的表格数据)。

BuilderOpt 是 StringBuilder 版本，其中 [] 大小写移至底部，BuilderChained 具有链式 Append 调用，例如sb.Append(a).Append("and ").Append(b) 和 BuilderFormat 是例如sb.AppendFormat("{0} 和 {1}", a, b).全source code可用。

正如预期的那样，“更简单”的版本对于小列表表现更好，列表越大，BuilderChained 越好。 Concat 的表现比我预期的要好，但没有产生正确的输出(缺少“.”，缺少一种情况)。产量变得相当慢...

<!DOCTYPE html>
<html lang='en'>
<head>
<meta charset='utf-8' />
<title>Benchmark.CommaAndDot</title>

<style type="text/css">
	table { border-collapse: collapse; display: block; width: 100%; overflow: auto; }
	td, th { padding: 6px 13px; border: 1px solid #ddd; }
	tr { background-color: #fff; border-top: 1px solid #ccc; }
	tr:nth-child(even) { background: #f8f8f8; }
</style>
</head>
<body>
<pre><code>
BenchmarkDotNet=v0.11.1, OS=Windows 10.0.16299.726 (1709/FallCreatorsUpdate/Redstone3)
Intel Core i7 CPU 950 3.07GHz (Nehalem), 1 CPU, 8 logical and 4 physical cores
Frequency=2998521 Hz, Resolution=333.4977 ns, Timer=TSC
  [Host]     : .NET Framework 4.7.2 (CLR 4.0.30319.42000), 64bit LegacyJIT-v4.7.3190.0 DEBUG
  DefaultJob : .NET Framework 4.7.2 (CLR 4.0.30319.42000), 64bit RyuJIT-v4.7.3190.0
</code></pre>
<pre><code></code></pre>

<table>
<thead><tr><th>  Method</th><th>Verbosity</th><th>    Mean</th><th>Error</th><th>StdDev</th><th>  Median</th><th>Scaled</th><th>ScaledSD</th>
</tr>
</thead><tbody><tr><td>Concat</td><td>0</td><td>39.905 ns</td><td>0.0592 ns</td><td>0.0494 ns</td><td>39.906 ns</td><td>1.02</td><td>0.11</td>
</tr><tr><td>Yield</td><td>0</td><td>27.235 ns</td><td>0.0772 ns</td><td>0.0603 ns</td><td>27.227 ns</td><td>0.69</td><td>0.07</td>
</tr><tr><td>Accumulator</td><td>0</td><td>1.956 ns</td><td>0.0109 ns</td><td>0.0096 ns</td><td>1.954 ns</td><td>0.05</td><td>0.01</td>
</tr><tr><td>Builder</td><td>0</td><td>32.384 ns</td><td>0.2986 ns</td><td>0.2331 ns</td><td>32.317 ns</td><td>0.82</td><td>0.09</td>
</tr><tr><td>BuilderOpt</td><td>0</td><td>33.664 ns</td><td>1.0371 ns</td><td>0.9194 ns</td><td>33.402 ns</td><td>0.86</td><td>0.09</td>
</tr><tr><td>BuilderChained</td><td>0</td><td>39.671 ns</td><td>1.2097 ns</td><td>3.5669 ns</td><td>41.339 ns</td><td>1.00</td><td>0.00</td>
</tr><tr><td>BuilderFormat</td><td>0</td><td>40.276 ns</td><td>0.8909 ns</td><td>1.8792 ns</td><td>39.494 ns</td><td>1.02</td><td>0.12</td>
</tr><tr><td>Concat</td><td>1</td><td>153.116 ns</td><td>1.1592 ns</td><td>0.9050 ns</td><td>152.706 ns</td><td>0.87</td><td>0.01</td>
</tr><tr><td>Yield</td><td>1</td><td>154.522 ns</td><td>0.2890 ns</td><td>0.2256 ns</td><td>154.479 ns</td><td>0.88</td><td>0.00</td>
</tr><tr><td>Accumulator</td><td>1</td><td>223.342 ns</td><td>0.3678 ns</td><td>0.2872 ns</td><td>223.412 ns</td><td>1.27</td><td>0.00</td>
</tr><tr><td>Builder</td><td>1</td><td>232.194 ns</td><td>0.2951 ns</td><td>0.2465 ns</td><td>232.265 ns</td><td>1.32</td><td>0.00</td>
</tr><tr><td>BuilderOpt</td><td>1</td><td>232.016 ns</td><td>0.5654 ns</td><td>0.4722 ns</td><td>232.170 ns</td><td>1.31</td><td>0.00</td>
</tr><tr><td>BuilderChained</td><td>1</td><td>176.473 ns</td><td>0.3918 ns</td><td>0.3272 ns</td><td>176.341 ns</td><td>1.00</td><td>0.00</td>
</tr><tr><td>BuilderFormat</td><td>1</td><td>219.262 ns</td><td>6.7995 ns</td><td>6.3603 ns</td><td>217.003 ns</td><td>1.24</td><td>0.03</td>
</tr><tr><td>Concat</td><td>10</td><td>1,284.042 ns</td><td>1.7035 ns</td><td>1.4225 ns</td><td>1,283.443 ns</td><td>1.68</td><td>0.05</td>
</tr><tr><td>Yield</td><td>10</td><td>6,532.667 ns</td><td>12.6169 ns</td><td>10.5357 ns</td><td>6,533.504 ns</td><td>8.55</td><td>0.24</td>
</tr><tr><td>Accumulator</td><td>10</td><td>2,701.483 ns</td><td>4.8509 ns</td><td>4.5376 ns</td><td>2,700.208 ns</td><td>3.54</td><td>0.10</td>
</tr><tr><td>Builder</td><td>10</td><td>1,865.668 ns</td><td>5.0275 ns</td><td>3.9252 ns</td><td>1,866.920 ns</td><td>2.44</td><td>0.07</td>
</tr><tr><td>BuilderOpt</td><td>10</td><td>1,820.402 ns</td><td>2.7853 ns</td><td>2.3258 ns</td><td>1,820.464 ns</td><td>2.38</td><td>0.07</td>
</tr><tr><td>BuilderChained</td><td>10</td><td>764.334 ns</td><td>19.8528 ns</td><td>23.6334 ns</td><td>756.988 ns</td><td>1.00</td><td>0.00</td>
</tr><tr><td>BuilderFormat</td><td>10</td><td>1,177.186 ns</td><td>1.9584 ns</td><td>1.6354 ns</td><td>1,177.897 ns</td><td>1.54</td><td>0.04</td>
</tr><tr><td>Concat</td><td>100</td><td>25,579.773 ns</td><td>824.1504 ns</td><td>688.2028 ns</td><td>25,288.873 ns</td><td>5.33</td><td>0.14</td>
</tr><tr><td>Yield</td><td>100</td><td>421,872.560 ns</td><td>902.5023 ns</td><td>753.6302 ns</td><td>421,782.071 ns</td><td>87.87</td><td>0.23</td>
</tr><tr><td>Accumulator</td><td>100</td><td>80,579.168 ns</td><td>227.7392 ns</td><td>177.8038 ns</td><td>80,547.868 ns</td><td>16.78</td><td>0.05</td>
</tr><tr><td>Builder</td><td>100</td><td>15,047.790 ns</td><td>26.2248 ns</td><td>21.8989 ns</td><td>15,048.903 ns</td><td>3.13</td><td>0.01</td>
</tr><tr><td>BuilderOpt</td><td>100</td><td>15,287.117 ns</td><td>39.8679 ns</td><td>31.1262 ns</td><td>15,293.739 ns</td><td>3.18</td><td>0.01</td>
</tr><tr><td>BuilderChained</td><td>100</td><td>4,800.966 ns</td><td>11.3614 ns</td><td>10.0716 ns</td><td>4,801.450 ns</td><td>1.00</td><td>0.00</td>
</tr><tr><td>BuilderFormat</td><td>100</td><td>8,382.896 ns</td><td>87.8963 ns</td><td>68.6236 ns</td><td>8,368.400 ns</td><td>1.75</td><td>0.01</td>
</tr></tbody></table>
</body>
</html>

关于functional-programming - F# 我应该如何考虑分隔序列中的项目？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/53088411/

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