使用尾递归查找给定元素的索引答案

【问题标题】：Finding the index of a given element using tail recursion使用尾递归查找给定元素的索引
【发布时间】：2015-08-21 04:27:36
【问题描述】：

我正在尝试编写一个函数来使用尾递归查找给定元素的索引。假设列表包含数字1 到10，我正在搜索5，那么输出应该是4。我遇到的问题是使用尾递归“计数”。但是，我什至不确定在这种情况下是否需要手动“计算”递归调用的数量。我尝试使用 !! 这没有帮助，因为它返回特定位置的元素。我需要该函数来返回特定元素的位置（正好相反）。

我已经尝试了一个小时来解决这个问题。

代码：

  whatIndex a [] = error "cannot search empty list"
  whatIndex a (x:xs) = foo a as
    where
       foo m [] = error "empty list"
       foo m (y:ys) = if m==y then --get index of y
                         else foo m ys

注意：我试图在不使用库函数的情况下实现这一点

【问题讨论】：

感谢您的推荐。 Learn You a Haskell for Great Good! 是我目前用来学习 Haskell 的工具。您不应该让 cmets 假设您无法承担的事情。对你来说可能微不足道的问题，对其他人来说可能不是微不足道的。因此，我建议您将此类“垃圾邮件”cmets 留给自己；）

标签： haskell

【解决方案1】：

您的辅助函数需要一个额外的计数参数。

whatIndex a as = foo as 0
  where
    foo [] _ = error "empty list"
    foo (y:ys) c
        | a == y    = c
        | otherwise = foo ys (c+1)

顺便说一句，最好给这个函数一个 Maybe 返回类型而不是使用错误。这也是elemIndex 的工作方式，这是有充分理由的。这看起来像

whatIndex a as = foo as 0
  where
    foo [] _ = Nothing
    foo (y:ys) c
        | a == y    = Just c
        | otherwise = foo ys (c+1)

【讨论】：

另外，foo 不需要它的第一个参数 - 它在递归调用期间永远不会改变，您可以使用外部 a 代替。

【解决方案2】：

注意：我试图在不使用库函数的情况下实现这一点

一般来说，这不是一个好主意。一个更好的练习是这样的：

弄清楚如何使用库函数来实现它。
弄清楚如何自行实现您在第 1 步中使用的任何库函数。

通过这种方式，您将学习三项关键技能：

什么是标准库函数，以及它们何时有用的示例。
如何将问题分解成更小的部分
如何编写库中的基本函数。

但是，在这种情况下，您的 whatIndex 与 elemIndex in Data.List 或多或少是相同的函数，因此您的问题归结为编写您自己的此库函数版本。

这里的诀窍是你想在向下递归列表时增加一个计数器。编写尾递归函数有一种标准技术，称为累加参数。它的工作原理是这样的：

您编写了一个辅助函数，与“前端”函数相比，该函数需要一个（或更多）额外参数来跟踪额外信息。
然后将“真实”函数定义为对辅助函数的调用。

所以对于elemIndex，辅助函数应该是这样的（i作为当前元素索引的累加参数）：

-- I'll leave the blanks for you to fill.
elemIndex' i x []      = ...
elemIndex' i x (x':xs) = ...

那么“驱动”函数是这样的：

elemIndex x xs = elemIndex 0 x xs

但是这里我必须提到一个严重的问题：让这个函数在 Haskell 中表现良好是很棘手的。尾递归在 strict（非惰性）函数式语言中是一个有用的技巧，但在 Haskell 中则不然，因为：

Haskell 中的尾递归函数仍然可以爆栈，
非尾递归函数可以在恒定空间中运行。

This older answer of mine 显示了第二点的示例。

因此，在您的情况下，非尾递归解决方案可能是您可以提供的最简单的解决方案，它将在恒定空间中运行（即，不会在长列表中破坏堆栈）：

elemIndex x xs = elemIndex' x (zip xs [0..])

elemIndex' x pairs = snd (find (\(x', i) -> x == x') pairs)

-- | Combine two lists by pairing together their first elements, their second 
-- elements, etc., until one of the lists runs out.
--
-- EXERCISE: write this function on your own!
zip :: [a] -> [b] -> [(a, b)]
zip xs ys = ...

-- | Return the first element x of xs such that pred x == True.  Returns Nothing if
-- there isn't one, Just x if there is one.
--
-- EXERCISE: write this function on your own!
find :: (a -> Bool) -> [a] -> Maybe a
find pred xs = ...

【讨论】：