8、函数式数据结构：概念、实现与练习解答

函数式数据结构：概念、实现与练习解答

1. 核心概念总结

在函数式编程领域，我们接触到了一系列重要的概念，这些概念构成了函数式数据结构的基础。
- 函数式数据结构 ：具有不可变的特性，并且仅通过纯函数进行操作。这意味着数据一旦创建就不会被修改，每次操作都会返回一个新的数据结构，避免了副作用，提高了代码的可维护性和可测试性。
- 代数数据类型（ADTs） ：通过一组数据构造器来定义。在 Scala 中，ADTs 可以用枚举或密封特质层次结构来表示。枚举可以带有类型参数，每个数据构造器可以接受零个或多个参数。例如，单链表就是一种 ADT，它有两个数据构造器： Cons(head: A, tail: List[A]) 和 Nil 。
- 模式匹配 ：这是一种强大的工具，允许我们解构代数数据类型，检查用于构造该类型的值。模式匹配可以定义为详尽的，即总是能匹配到一个情况；非详尽的模式匹配可能会抛出 MatchError ，编译器在定义非详尽模式匹配时通常会发出警告。
- 持久化（结构共享） ：纯函数式数据结构使用持久化来避免不必要的复制。例如，在单链表中，某些操作（如在列表头部添加元素）可以在不复制整个结构的情况下完成，而其他操作（如在列表尾部添加元素）则需要复制整个结构。

以下是一个简单的示例，展示如何定义单链表的 size 方法：