Как я могу получить n-й элемент из списка?

Как мне получить доступ к списку по индексу, подобному этому C-коду с помощью списка Haskell?

int a[] = { 34, 45, 56 };
return a[1];

Ответ 1

Посмотрите здесь, оператор !!.

т.е. [1,2,3]!!1 дает вам 2, так как списки индексируются 0.

Ответ 2

Я не говорю, что что-то не так с вашим вопросом или ответом, но, возможно, вам хотелось бы узнать о замечательном инструменте Hoogle, чтобы сэкономить время в будущем. С помощью Google Analytics вы можете искать стандартные библиотечные функции, соответствующие заданной сигнатуре. Таким образом, не зная ничего о !!, в вашем случае вы можете искать "что-то, что принимает Int и список whatevers и возвращает один такой, какой угодно", а именно

Int -> [a] -> a

Lo и behold, с !! в качестве первого результата (хотя подпись типа фактически имеет два аргумента в обратном направлении по сравнению с тем, что мы искали). Аккуратно, да?

Кроме того, если ваш код основан на индексировании (вместо того, чтобы потреблять из списка), списки могут фактически не быть надлежащей структурой данных. Для O (1) доступа на основе индексов существуют более эффективные альтернативы, такие как arrays или векторы.

Ответ 3

Альтернативой использованию (!!) является использование lens и его функции element и связанных операторов. lens обеспечивает единый интерфейс для доступа к широкому спектру структур и вложенных структур выше и выше списков. Ниже я сосредоточусь на предоставлении примеров и затушевываю как сигнатуры типов, так и теорию, лежащую в основе lens. Если вы хотите больше узнать о теории, то хорошим местом для начала является файл readme в github repo.

Доступ к спискам и другим типам данных

Получение доступа к пакету объектива

В командной строке:

$ cabal install lens
$ ghci
GHCi, version 7.6.3: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
Loading package ghc-prim ... linking ... done.
Loading package integer-gmp ... linking ... done.
Loading package base ... linking ... done.
> import Control.Lens


Доступ к спискам

Чтобы получить доступ к списку с помощью инфиксного оператора

> [1,2,3,4,5] ^? element 2  -- 0 based indexing
Just 3

В отличие от (!!) это не вызовет исключения при доступе к элементу за пределы и вернет Nothing. Часто рекомендуется избегать частичных функций, таких как (!!) или head, поскольку они имеют больше угловых случаев и, скорее всего, вызывают ошибку времени выполнения. Вы можете прочитать немного больше о том, почему избежать частичных функций на этой странице вики.

> [1,2,3] !! 9
*** Exception: Prelude.(!!): index too large

> [1,2,3] ^? element 9
Nothing

Вы можете заставить технику объектива быть частичной функцией и исключить исключение из-за пределов с помощью оператора (^?!) вместо оператора (^?).

> [1,2,3] ^?! element 1
2
> [1,2,3] ^?! element 9
*** Exception: (^?!): empty Fold


Работа с типами, отличными от списков

Однако это не ограничивается списками. Например, тот же метод работает на деревьях из стандартного containers.

 > import Data.Tree
 > :{
 let
  tree = Node 1 [
       Node 2 [Node 4[], Node 5 []]
     , Node 3 [Node 6 [], Node 7 []]
     ]
 :}
> putStrLn . drawTree . fmap show $tree
1
|
+- 2
|  |
|  +- 4
|  |
|  `- 5
|
`- 3
   |
   +- 6
   |
   `- 7

Теперь мы можем получить доступ к элементам дерева в порядке глубины:

> tree ^? element 0
Just 1
> tree ^? element 1
Just 2
> tree ^? element 2
Just 4
> tree ^? element 3
Just 5
> tree ^? element 4
Just 3
> tree ^? element 5
Just 6
> tree ^? element 6
Just 7

Мы также можем получить доступ к последовательностям из containers:

> import qualified Data.Sequence as Seq
> Seq.fromList [1,2,3,4] ^? element 3
Just 4

Мы можем получить доступ к стандартным int индексированным массивам из vector, текст из стандарта text пакет, который соответствует стандарту bytestring и многие другие стандартные структуры данных. Этот стандартный метод доступа можно расширить до ваших персональных структур данных, сделав их экземпляром класса Taversable, см. Более длинный список примеров Traversables в документации объектива..


Вложенные структуры

Выкалывание в вложенные структуры просто с объективом hackage. Например, доступ к элементу в списке списков:

> [[1,2,3],[4,5,6]] ^? element 0 . element 1
Just 2
> [[1,2,3],[4,5,6]] ^? element 1 . element 2
Just 6

Эта композиция работает, даже если вложенные структуры данных имеют разные типы. Например, если у меня есть список деревьев:

> :{
 let
  tree = Node 1 [
       Node 2 []
     , Node 3 []
     ]
 :}
> putStrLn . drawTree . fmap show $ tree
1
|
+- 2
|
`- 3
> :{
 let 
  listOfTrees = [ tree
      , fmap (*2) tree -- All tree elements times 2
      , fmap (*3) tree -- All tree elements times 3
      ]            
 :}

> listOfTrees ^? element 1 . element 0
Just 2
> listOfTrees ^? element 1 . element 1
Just 4

Вы можете произвольно гнездиться с произвольными типами, если они удовлетворяют требованию Traversable. Поэтому доступ к списку деревьев последовательностей текста не является пот.


Изменение n-го элемента

Общей операцией на многих языках является присвоение индексированной позиции в массиве. В python вы можете:

>>> a = [1,2,3,4,5]
>>> a[3] = 9
>>> a
[1, 2, 3, 9, 5]

lens предоставляет эту функциональность оператору (.~). Хотя в отличие от python исходный список не мутирован, скорее возвращается новый список.

> let a = [1,2,3,4,5]
> a & element 3 .~ 9
[1,2,3,9,5]
> a
[1,2,3,4,5]

element 3 .~ 9 является просто функцией и оператором (&), частью lens, это просто приложение с обратной функцией. Здесь это с более распространенным приложением функции.

> (element 3 .~ 9) [1,2,3,4,5]
[1,2,3,9,5]

Назначение снова отлично работает с произвольным вложением Traversable s.

> [[1,2,3],[4,5,6]] & element 0 . element 1 .~ 9
[[1,9,3],[4,5,6]]

Ответ 4

Ответ на straigt уже был дан: используйте !!.

Однако новички часто склонны злоупотреблять этим оператором, что дорого стоит в Haskell (потому что вы работаете с одиночными связанными списками, а не с массивами). Существует несколько полезных методов, чтобы избежать этого, самый простой - использовать zip. Если вы пишете zip ["foo","bar","baz"] [0..], вы получаете новый список с индексом, "прикрепленным" к каждому элементу пары: [("foo",0),("bar",1),("baz",2)], что часто точно соответствует вам.

Ответ 5

Тип данных стандартного списка Haskell forall t. [t] в реализации очень похож на канонический С-связанный список и разделяет его по существу свойства. Связанные списки сильно отличаются от массивов. В частности, доступ по индексу является O (n) линейным, а не O (1) операцией постоянной времени.

Если вам необходим частый случайный доступ, рассмотрите Data.Array стандарт.

!! - это небезопасная частично определенная функция, вызывающая крах для индексов вне диапазона. Имейте в виду, что стандартная библиотека содержит некоторые такие частичные функции (head, last и т.д.). Для обеспечения безопасности используйте тип опции Maybe или Safe.

Пример достаточно эффективной, надежной общей (для индексов ≥ 0) функции индексирования:

data Maybe a = Nothing | Just a

lookup :: Int -> [a] -> Maybe a
lookup _ []       = Nothing
lookup 0 (x : _)  = Just x
lookup i (_ : xs) = lookup (i - 1) xs

Работа со связанными списками, часто ординаты удобны:

nth :: Int -> [a] -> Maybe a
nth _ []       = Nothing
nth 1 (x : _)  = Just x
nth n (_ : xs) = nth (n - 1) xs

Ответ 6

Вы можете использовать !!, но если вы хотите сделать это рекурсивно, то ниже это один из способов сделать это:

dataAt :: Int -> [a] -> a
dataAt _ [] = error "Empty List!"
dataAt y (x:xs)  | y <= 0 = x
                 | otherwise = dataAt (y-1) xs