数据结构中的自引用 - 检查相等性

2023-12-31

在我最初尝试创建不相交集数据结构时,我创建了一个Point数据类型与parent指向另一个的指针Point:

data Point a = Point
  { _value  :: a
  , _parent :: Point a
  , _rank   :: Int
  }

要创建单例集,Point创建它自己作为其父级(我相信这被称为绑结):

makeSet' :: a -> Point a
makeSet' x = let p = Point x p 0 in p

现在,当我想写的时候findSet(即跟随父指针,直到找到Point谁的父母是它自己)我遇到了一个问题:是否可以检查是否是这种情况?一个天真的Eq实例当然会无限循环——但是这个检查在概念上可以写吗?

(我最终使用了Maybe Point对于父字段,请参见我的另一个问题 https://stackoverflow.com/questions/18076891/do-i-need-to-take-explicit-actions-to-facilitate-sharing-with-persistent-data-st.)


不,你所要求的在 Haskell 世界中被称为参考身份:对于某种类型的两个值,您可以检查它们在内存中是否是相同的值,或者两个恰好具有完全相同属性的单独值。

对于您的示例,您可以问自己是否认为以下两个值相同:

pl1 :: Point Int
pl1 = Point 0 (Point 0 pl1 1) 1

pl2 :: Point Int
pl2 = Point 0 pl2 1

Haskell 认为这两个值完全相等。 IE。哈斯克尔确实not支持参考身份。原因之一是它会违反 Haskell 支持的其他功能。例如,在 Haskell 中,我们总是可以用函数的实现替换对函数的引用,而不改变含义(等式推理)。例如,如果我们执行pl2: Point 0 pl2 1并替换pl2根据它的定义,我们得到Point 0 (Point 0 pl2 1) 1, 制作pl2的定义等价于pl1的。这表明 Haskell 无法让你观察到之间的差异pl1 and pl2不违反等式推理所隐含的属性。

您可以使用不安全的功能,例如unsafePerformIO(如上所述)解决 Haskell 中缺乏引用标识的问题,但是您应该知道,您正在破坏 Haskell 的核心原则,并且当 GHC 开始优化(例如内联)您的代码时,您可能会观察到奇怪的错误。最好使用不同的数据表示形式,例如你提到的那个使用Maybe Point value.

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