단점 목록이 함수형 프로그래밍과 관련된 이유는 무엇입니까?

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대부분의 기능적 언어는 단일 연결 목록 ( "cons"목록)을 가장 기본적인 목록 유형으로 사용합니다. 예로는 Common Lisp, Haskell 및 F #이 있습니다. 이것은 기본 목록 유형이 배열 인 주류 언어와 다릅니다.

왜 그런가요?

Common Lisp (동적 타입)의 경우, 단점은 목록, 트리 등의 기반이 될만큼 일반적이라는 아이디어를 얻습니다. 이것은 작은 이유 일 수 있습니다.

정적 타입 언어의 경우, 좋은 추론을 찾을 수 없으며 반대 주장을 찾을 수도 있습니다.

기능적 스타일은 불변성을 장려하므로 연결된 목록의 삽입 용이성은 이점이 아닙니다.
기능적 스타일은 불변성을 권장하므로 데이터 공유도 가능합니다. 배열은 연결된 목록보다 "부분적으로"공유하기가 쉽습니다.
일반 배열에서도 패턴 일치를 수행 할 수 있으며 더 좋습니다 (예를 들어 오른쪽에서 왼쪽으로 쉽게 접을 수 있음).
게다가 무료로 랜덤 액세스 할 수 있습니다.
언어가 정적으로 유형이 정해지면 (실용적인 이점) 정기적 인 메모리 레이아웃을 사용하고 캐시에서 속도를 높일 수 있습니다.

그렇다면 왜 링크 된 목록을 선호합니까?

— 코스
소스

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@ sepp2k의 답변에 대한 의견에서 나는 an array is easier to share "partially" than a linked list당신이 의미하는 바를 명확히해야 한다고 생각 합니다. 재귀 적 특성으로 인해 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 어느 노드를 통과하여 연결된 목록을 더 쉽게 공유 할 수 있지만 배열은 새 복사본을 만드는 데 시간을 소비해야합니다. 또는 데이터 공유 측면에서 두 개의 연결된 목록이 동일한 접미사를 가리킬 수 있습니다. 이는 배열에서는 불가능합니다.

— 이즈 카타

배열 자체가 오프셋, 길이, 버퍼 트리플로 정의되면 offset + 1, length-1, buffer를 사용하여 새 배열을 만들어 배열을 공유 할 수 있습니다. 또는 하위 배열로 특수한 유형의 배열을 사용하십시오.

— Dobes Vandermeer

@Izkata 배열에 대해 말할 때 C에서 연속 메모리의 시작에 대한 포인터와 같은 버퍼를 의미하는 경우는 거의 없습니다. 일반적으로 랩 된 버퍼의 시작에 대한 길이와 포인터를 저장하는 일종의 구조를 의미합니다. 이러한 시스템에서 슬라이싱 작업은 버퍼 배열이 하위 배열의 첫 번째 요소에서 버퍼의 중간 지점을 가리키고 시작 + 카운트가 마지막 요소를 제공하는 개수 인 하위 배열을 반환 할 수 있습니다. 이러한 슬라이싱 작업은 시간과 공간에서 O (1)입니다

— Alexander-Reinstate Monica

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가장 중요한 요소는 O (1) 시간 내에 불변의 단일 링크 목록 앞에 추가 할 수 있다는 것입니다. 이렇게하면 O (n) 시간에 n- 요소 목록을 다음과 같이 재귀 적으로 작성할 수 있습니다.

// Build a list containing the numbers 1 to n:
foo(0) = []
foo(n) = cons(n, foo(n-1))

불변 배열을 사용하여이 cons작업을 수행 한 경우 각 작업에서 전체 배열을 복사해야하기 때문에 실행 시간이 2 차가되어 2 차 실행 시간이 발생합니다.

기능적 스타일은 불변성을 권장하므로 데이터 공유도 가능합니다. 배열은 연결된 목록보다 "부분적으로"공유하기가 더 쉽습니다.

"부분적으로"공유한다는 것은 O (1) 시간에 배열에서 하위 배열을 가져올 수있는 반면 연결된 목록을 사용하면 O (1) 시간에 꼬리 만 사용할 수 있으며 다른 모든 것에는 O (n)이 필요하다는 것을 의미합니다. 사실입니다.

그러나 많은 경우 꼬리를 잡는 것으로 충분합니다. 배열을 저렴하게 만들 수있는 방법이 없다면 하위 배열을 저렴하게 만들 수 있다고해도 도움이되지 않는다는 점을 고려해야합니다. 그리고 영리한 컴파일러 최적화 없이는 어레이를 단계별로 저렴하게 구축 할 수있는 방법이 없습니다.

— sepp2k
소스

전혀 사실이 아닙니다. 상각 된 O (1)로 배열에 추가 할 수 있습니다.

— DeadMG

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@DeadMG 네, 그러나 불변 배열은 아닙니다 .

— sepp2k

"부분적으로 공유"-두 개의 단점 목록이 동일한 접미사 목록을 가리킬 수 있고 (이를 원하는 이유는 아님) 목록을 시작하지 않고 중간 점을 복사하지 않고 다른 함수에 전달할 수 있다고 생각합니다. 그것 (나는 이것을 여러 번

— 했음

@Izkata OP는 목록이 아니라 배열을 부분적으로 공유하는 것에 대해 이야기했습니다. 또한 부분 공유 라고하는 내용을 들어 본 적이 없습니다 . 그것은 단지 공유입니다.

— sepp2k

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@Izkata OP는 "배열"이라는 용어를 정확히 세 번 사용합니다. FP 언어는 다른 언어가 배열을 사용하는 링크 된 목록을 사용한다고합니다. 한 번 말하면 배열은 링크 된 목록보다 부분 공유가 더 좋고 한 번은 배열도 링크 된 목록처럼 패턴 일치시킬 수 있습니다. 모든 경우에 그는 배열과 연결 목록을 대조하고 있습니다 (연결 목록보다 배열이 기본 데이터 구조로 더 유용하다는 점을 지적하기 위해 FP에서 연결 목록이 선호되는 이유에 대한 질문으로 이어짐). 용어를 서로 바꿔서 사용할 수 있습니다.

— sepp2k

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기능 코드로 쉽게 구현되는 목록이 있다고 생각합니다.

계획:

(define (cons x y)(lambda (m) (m x y)))

하스켈 :

data  [a]  =  [] | a : [a]

배열은 어렵고 구현하기가 쉽지 않습니다. 그것들이 매우 빠르기를 원한다면 저수준으로 작성되어야합니다.

또한 재귀는 배열보다 목록에서 훨씬 잘 작동합니다. 목록을 재귀 적으로 소비 / 생성 한 횟수와 배열을 인덱싱 한 횟수를 고려하십시오.

— 퍼비
소스

나는 당신의 계획 버전을 링크 된 목록의 구현이라고 부르는 것이 정확하다고 말하지 않을 것입니다. 기능 이외의 것을 저장하는 데 사용할 수 없습니다. 또한 배열은 배열 (또는 메모리 청크)을 기본적으로 지원하지 않는 언어로 구현하기가 더 어렵습니다 (실제로는 불가능합니다). 링크 된 목록은 구현하기 위해 구조체, 클래스, 레코드 또는 대수 데이터 유형과 같은 것만 필요합니다. 기능적 프로그래밍 언어에만 국한된 것은 아닙니다.

— sepp2k

@ sepp2k "함수 이외의 것을 저장 한다 " 는 무슨 뜻 입니까?

— Pubby

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내가 의미하는 바는 그런 식으로 정의 된 목록은 함수가 아닌 것을 저장할 수 없다는 것입니다. 그러나 사실은 아닙니다. 던노, 왜 그렇게 생각해 미안합니다.

— sepp2k

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단일 연결 목록은 가장 간단한 영구 데이터 구조 입니다.

지속적인 데이터 구조는 성능이 뛰어나고 기능적인 프로그래밍에 필수적입니다.

— ziggystar
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이것은 단지 4 년 전에 게시 된 최고의 답변 에서 반복적으로 언급되고 설명 된 것처럼 보인다

— gnat

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@gnat : 최고 답변은 영구 데이터 구조를 언급하지 않거나 단독으로 연결된 목록이 가장 간단한 영구 데이터 구조이거나 순수하게 기능적인 프로그래밍을 수행하는 데 필수적이라는 것입니다. 나는 최고 답변과 겹치지 않습니다.

— Michael Shaw

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가비지 수집 언어가있는 경우에만 Cons 노드를 쉽게 사용할 수 있습니다.

단점 노드는 재귀 호출 및 불변 값의 기능적 프로그래밍 스타일과 많이 일치합니다. 따라서 그것은 정신 프로그래머 모델에 잘 맞습니다.

그리고 역사적인 이유를 잊지 마십시오. 왜 그들은 여전히 Cons Nodes라고 불리우며 여전히 접근 자로 car와 cdr을 사용합니까? 사람들은 교과서와 과정에서 그것을 배우고 그것을 사용합니다.

실제 배열에서는 사용하기가 훨씬 쉽고 메모리 공간의 절반 만 소비하며 캐시 수준 누락으로 인해 성능이 뛰어납니다. 명령형 언어와 함께 사용할 이유가 없습니다.

— 로타 르
소스

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링크 된 목록은 다음과 같은 이유로 중요합니다.

당신 후에 3과 같은 숫자를 가지고 가고, 같은 후속 순서로 변환 succ(succ(succ(zero)))한 다음에 그것을 대체를 사용 {succ=List node with some memory space}하고 {zero = end of list}있습니다 (길이 3) 연결리스트로 끝날 것이다.

실제 중요한 부분은 숫자, 대체 및 메모리 공간과 0입니다.

— tp1
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