组成 Haskell 树结构

Question

我在 Haskell 中递归思考时遇到了问题。

我正在尝试构建一个调查应用程序，在该应用程序中，问题会根据用户的回答有条件地引发新问题。

我得到了：
- Questions - 问题列表
- QuestionPaths - 导致新问题的问题路径列表
- Answers 用户答案列表

您可以将QuestionPaths 视为一个元组列表，其中：

type QuestionPath = (QuestionId, AnswerChoice, NextQuestionId)

基本上会这样写：如果用户回答问题 QuestionId 有答案 AnswerChoice，问他 NextQuestionId 下一个。

我尝试使用multiway trees 对这个问题域建模（节点可以有多个子节点）：

data YesNo = Yes | No
data AnswerChoice =   Skip
                    | Boolean YesNo
                    | ChooseOne [Text]

type Condition = AnswerChoice

data QuestionTree = QuestionNode {
      question      :: Question
    , condition     :: Condition
    , userAnswer    :: Maybe AnswerChoice
    , children      :: QuestionForest
    }

type QuestionForest = [QuestionTree]

不幸的是，我现在对如何编写构成这样的树的算法一无所知。

我基本上需要这些函数来组合和遍历：

-- Constructs the tree from seed data
constructTree :: Questions -> QuestionPaths -> Answers -> QuestionTree

-- | Inserts answer to question in the tree
answerQuestion :: Question -> AnswerChoice

-- | Fetches the next unanswered question by traversing the tree.
getNextUnanswered :: QuestionTree -> Question

能否请您帮助我了解构建和遍历此类树的最佳方法是什么？

Answer 1

在这种情况下，我要做的是将答案存储在单独的数据结构中 - 不是 将它们插入问题树中；将答案放在单独的列表/集合中，或者放在文件或数据库中，并让问题树是不可变的。

为了跟踪哪些问题还有待问，您可以“使用”树 - 保持程序状态指向下一个问题，丢弃已回答的问题（让垃圾收集器回收它们）。

我会这样设计树：

data AllowedAnswers = YesOrNo {
                        ifUserAnsweredYes :: QuestionTree,
                        ifUserAnsweredNo :: QuestionTree
                      }
                      | Choices [(Text, QuestionTree)]

data QuestionTree = Question {
      description :: Text
    , allowedAnswers :: AllowedAnswers
    , ifUserSkipsThisQuestion :: QuestionTree
  }
  | EndOfQuestions

注意几件事：

• 您不必担心导致同一个问题的多个可能路径 - 您可以将同一个 QuestionTree 节点放置在多个位置，并且它将被共享（Haskell 不会创建它的多个副本）

• 这种设计没有地方保存用户的答案 - 它们存储在其他地方（即某处的列表或文件） - 无需改变问题树。

• 当用户回答问题时，只需将“指针”移动到下一个 QuestionTree，具体取决于用户回答的内容。

至于“如何从（QuestionId，AnswerChoice，NextQuestionId）列表中构造这棵树”-我想我首先将其转换为地图：``Map QuestionId [（AnswerChoice，Maybe QuestionId）]，然后我将从第一个问题的 ID 开始构建树，并从 Map 中获取其直接子级，然后构建子树。

示例（对于非常简化的情况，其中唯一可能的答案是“是”或“否”，不允许跳过）：

buildTree questionMap questionId = case Map.lookup questionId questionMap of
  Nothing -> EndOfQuestions
  Just (description, [("yes", nextQuestionIdIfYes), ("no", nextQuestionIdIfNo)]) ->
    Question { description = description
               , allowedAnswers = YesOrNo {
                   ifUserAnsweredYes = buildTree questionMap nextQuestionIdIfYes
                   , ifUserAnsweredNo = buildTree questionMap nextQuestionIdIfNo
                 }
               , ifUserSkipsThisQuestion = EndOfQuestions
             }

如果您想知道“为什么不直接使用地图？” - 是的，您可以（而且通常这是正确的解决方案），但请考虑：

• QuestionTree 结构比 Id 映射更惯用地表达了程序员的意图 -> Thing

• 只要相关，结构上就可以保证有一个子 QuestionTree - 无需执行 Map.lookup，它将返回一个 Maybe，您必须验证它是否包含 Just（即使您知道 em> 会有下一个问题，即使是 EndOfQuestions）