有更严格的 Data.Sequence 吗？答案

【问题标题】：Is there a stricter Data.Sequence?有更严格的 Data.Sequence 吗？
【发布时间】：2013-02-08 09:44:16
【问题描述】：

以下示例显示了我们在使用Data.Sequence 时遇到的问题：

{-# LANGUAGE BangPatterns #-}
module Main where

import qualified Data.Sequence as S
import Data.Sequence ((|>), ViewL(..))
import Data.List (foldl')
import GHC.AssertNF

update !init !x = init |> x

main =
   do let !seq = foldl' update S.empty [1..10]
      assertNF seq

打印出来

Parameter not in normal form: 1 thunks found:
Deep (One (S# 1)) (_thunk (Deep (One ...) (_thunk ... ... ... ...) (Three ... ... ...) 93) (S# 95) (S# 96) (S# 97)) (Three (S# 98) (S# 99) (S# 100)) 100

但是，Data.Sequence 的文档声称所有操作都是严格的，那么为什么插入后树没有完全评估？是否需要保证一些摊销的复杂性界限？

这里我们不太喜欢懒惰，所以不知道有没有更严格的|>或者类似的支持后面追加和前面枚举的数据结构，可能更高效？

【问题讨论】：

“我们不太喜欢这里的懒惰” ...您可能使用了错误的语言:)
@singpolyma：事实上，Haskell 非常适合我们 :)

标签： haskell data-structures sequence lazy-evaluation

【解决方案1】：

Data.Sequence 是一个元素严格、数字严格的数据结构，带有一个惰性脊椎。

data FingerTree a
    = Empty
    | Single a
    | Deep {-# UNPACK #-} !Int !(Digit a) (FingerTree (Node a)) !(Digit a)

这意味着插入的值将被存储评估，但结构的脊椎将仅在查询时评估。这通常是您想要的——更小的数据结构。

如果您想对其施加严格的脊椎，您将承担更高的插入成本，但您可能会在其他地方获得收益。

尝试将fingertrees包修改为spine strict，看看它是否真的更快——我很想知道结果。

顺便说一句：“我们不太喜欢这里的懒惰”，这不是避免脊椎懒惰数据结构的好理由。如果 [a] 是严格的脊椎，那将是一种糟糕的数据类型。 Data.Sequence 可能也是如此。您应该量化为什么脊椎严格性对于您的用例来说是错误的语义。

【讨论】：

来自hackage.haskell.org/package/containers-0.5.8.1/docs/src/…data Digit a = One a | Two a a | Three a a a | Four a a a a。同样来自在 ghci 中玩耍：length $ Seq.singleton undefined -- 1。 Single a 旁边也没有 !。所以看起来Data.Sequence 不是严格的元素。

【解决方案2】：

手指树的良好性能取决于惰性。引用Hinze, Ralf; Paterson, Ross (2006), "Finger Trees: A Simple General-purpose Data Structure":

... 结构虽然本质上利用了懒惰，但也很适合适用于提供惰性求值原语的严格语言。

在分析其属性时：

...因此，在一系列操作中，平均成本是恒定的。

如果子树使用懒惰的评价。这确保了脊柱深处的转变不会直到后续操作需要进行到那么远为止。因为安全和危险数字的上述属性，到那时就足够了将执行廉价的浅层操作来支付这种昂贵的费用评估。

因此，如果您将实现从惰性更改为严格，您可能会失去良好的时间复杂度界限（取决于您使用的操作和顺序）。

【讨论】：