OCaml 中的编程风格

Question

我有一个关于编写高效函数式程序的正确方法的问题。假设我得到一个正整数列表，我想找到最小元素（如果为空，则为 0）。然后一个通用的函数程序会看起来像

minList s =
    | [] -> undefined
    | [x] -> x
    | x :: t -> min x (minList t) 

在惰性语言中，可以通过添加一个额外的子句来提高效率，如果找到零则终止递归 - 这样 s 只计算到​​第一个零

minList s = 
    | [] -> undefined
    | [x] -> x
    | x :: t -> if x==0 then 0 else min x (minList t)

但是，我是否认为这种技巧在像 OCaml 这样的严格评估语言中不起作用，它会在运行 minList 之前评估整个 s？如果是这样，在 OCaml 中优化它的正确方法是什么？

附加问题：好的，如果我理解 if 语句总是懒惰的。但是以下情况呢，例如：我在 int 列表上有一个函数，它首先检查第 i 个元素是否为零，即

f s = if s(i)==0 then 0 else g s

这里的输入序列 s 出现在 if 语句的两个子句中，但显然为了高效计算，您只想在第一种情况下评估 s(i)。在这里，OCaml 是否总是评估所有的 s，即使第一个案例成功了？

Answer 1

if ocaml 中的表达式不遵循严格的评估规则。 喜欢 ||和 &&，它是懒惰地评估的。 见此链接：if expressions

Answer 2

在严格评估的语言中，将评估整个列表 s。不过，

minList s = 
    | [] -> 0
    | x :: t -> if x==0 then 0 else min x (minList t)

如果找到0，则不会扫描整个列表。

if 构造具有“非严格”语义，因为它只会评估一个分支，而不是两个分支。这在严格和非严格语言中都成立。

实际的区别是在调用“用户定义的 if”时，例如（使用 Haskell 语法）：

myIf :: Bool -> a -> a
myIf b x y = if b then x else y

在非严格语言中，调用myIf True 3 (nonTerminatingFunction ()) 将产生3，而在严格语言中，相同的表达式将永远循环。

Answer 3

首先，一个空列表的最小值是未定义的，而不是0。这是有道理的，否则minList [1,2,3] 将是0，这显然不是真的。这就是ghci 不得不说的：

Prelude> minimum []
*** Exception: Prelude.minimum: empty list

因此你的函数应该写成：

let minList (x::t) = min x (minList t)

---

这个定义有一些问题：

1. 仍然会报错，因为空列表没有模式匹配。
2. 它不是尾递归的。
3. 如果头部是0，它不会停止。

所以这里有一个更好的解决方案：

let minimum x xs = match x,xs
  | 0,xs        -> 0
  | x,[]        -> x
  | x,(y :: ys) -> minimum (min x y) ys

let minList = function
  | [] -> raise Failure "No minimum of empty list"
  | x::t -> minimum x t

这样写的好处是minimum是尾递归的。因此它不会增加堆栈大小。此外，如果头部是0，它将立即返回0。

懒惰的评估在这里没有任何作用。

Answer 4

在几乎所有现代编程语言中：

对于expr1 && expr2，如果 expr1 已经为 false，则不会计算 expr2。

对于expr1 || expr2，如果 expr1 已经为真，则不会计算 expr2。

OCaml 也这样做。