Как мне создать ленивый список на языке Eager?

Question

Я хотел сделать ленивый список в Scheme.Это то, что у меня есть до сих пор.

;; Constructor for Pairs
(define (cons-stream a b)
  (cons a (λ() b)))

;; Selectors
(define (car-stream a-stream)
  (car a-stream))

(define (cdr-stream a-stream)
  ((cdr a-stream)))

;; Lazy List using the pairs
(define (lazy-list from)
  (cons-stream from (lazy-list (+ from 1))))

;; Take function
(define (take a-lazy-list number)
  (define (take-helper i )
    (if(= i number)
       empty
       (cons (car a-lazy-list) (take-helper (+ i 1)))))
  (take-helper 0))

Проблема с ленивым списком заключается в том, что Scheme сначала оценивает внутреннее выражение (ленивый список (+ от 1)) и процедура переходит в бесконечную рекурсию.

Есть ли способ заставить con-stream принимать это внутреннее выражение без какой-либо оценки?

Answer 1

Решение — использовать макрос.Я не эксперт по схемам (особенно по макросам), но, возможно, этот фрагмент может послужить вдохновением:

(define-syntax pointer-to
   (syntax-rules ()
    ((pointer-to var)
     (make-pointer
      (lambda () var) ; the "pointer dereference" operation
      (lambda (value) (set! var value)))))) ; "pointer write"

Он используется следующим образом:

(define x 1)
(define px (pointer-to x))
(pointer-set! px 2) ; this (in some sense) becomes `(set! x 2)'

Так что, возможно, вы хотите что-то вроде

(define-syntax lazy-cons
 (syntax-rules ()
  ((lazy-cons head lazytail)
   (cons head (lambda () lazytail)))))

Но я не уверен.Посмотри на define-syntax.

Answer 2

Если вы не хотите идти по макромаршруту, вы всегда можете просто отказаться cons-stream и переписать lazy-list следующее:

(define (lazy-list from)
  (cons from (λ() (lazy-list (+ from 1)))))

Вероятно, это самое простое и прагматичное решение, но оно годится только для создания ленивых списков увеличивающихся чисел.Вы можете обобщить это, передав функцию, которая будет генерировать последовательные элементы списка при вызове:

(define (lazy-list-gen generator)
  (cons (generator)
        (λ() (lazy-list-gen generator))))

(define (lazy-list from)
  (lazy-list-gen
   (λ()
     (let ((ret from))
       (set! from (+ from 1))
       ret))))

Это работает очень хорошо:

> (define x (lazy-list 1))
> (car-stream x)
1
> (car-stream (cdr-stream x))
2

Но в коде есть ошибка:

... continuing from above ...
> (car-stream (cdr-stream x))
3

Эта ошибка возникает из-за того, что вызов cdr-stream звонки generator снова.Мы можем решить эту проблему, кэшируя возвращаемое значение лямбды:

(define (lazy-list-gen generator)
  (cons (generator)
        (let ((gen-cache #f))
          (λ()
            (cond ((not gen-cache)
                   (set! gen-cache (lazy-list-gen generator))))
            gen-cache))))

Теперь он работает так, как должен:

> (define x (lazy-list 1))
> (car-stream x)
1
> (car-stream (cdr-stream x))
2
> (car-stream (cdr-stream x))
2
> (car-stream (cdr-stream (cdr-stream x)))
3
> (car-stream (cdr-stream x))
2

Answer 3

Ленивый список в Scheme известен как транслировать. Вот стандартное введение.

Answer 4

Вам действительно стоит посмотреть СРФИ-41

В частности, ленивые потоки, созданные рекурсивными функциями, приводят к серьезной утечке памяти в активном языке. пока не ты специально избегаешь этого.Для этого вам также нужно сделать рекурсивные функции ленивыми, а не нетерпеливыми.Это означает, что ваша реализация лени должна быть СРФИ-45, который экспортирует задержку, силу, и ленивый.Функции, которые рекурсивно создают потоки, должны лениво обертывать свои тела.