Haskell 列表理解 - 并非所有数据都被传输

如何解决Haskell 列表理解 - 并非所有数据都被传输

我有这样的网络数据结构：

data Network = Empty | Node Double [Network] [Network]

其中 Double 代表节点标签，第一个列表是父节点，第二个列表是给定节点的子节点。假设所有边都是从根到叶的，并且没有循环。

我有一个这样的边缘数据结构：

data Edge = Edge (Network,Network)

边从 a->b 指向 Edge (a,b)

我编写了一个函数，用于列出网络的所有树边。为了进一步定义这一点，具有多个父节点（网状节点）的节点的所有父（传入）边都不是树边。我正在考虑来自网状节点的输出边以及网络中的所有其他边是树边。

我尝试像这样使用列表理解来完成这个任务：

getTreeEdges :: Network -> [Edge]
getTreeEdges (Node label ps cs) = nub (getTreeEdgesHelp (Node label (Empty:[]) cs))
getTreeEdgesHelp :: Network -> [Edge]
--leaf node case,children is empty list
getTreeEdgesHelp n@(Node _ ps []) = [Edge (p,n) | p <- ps ]
--reticulation node and root case,there is more than one parent or parent is empty(root)
getTreeEdgesHelp (Node _ ps cs) | ((length ps) > 1||ps==(Empty:[])) = (concat (map getTreeEdgesHelp cs))
--interal node case
getTreeEdgesHelp n@(Node _ ps cs) = ([Edge (p,n) | p <- ps ])++( concat (map getTreeEdgesHelp cs))

如您所见，列表推导式用于存储叶子和内部边的父边，而根节点和网状节点则跳过向列表添加边并进行递归。叶结束递归。

我遇到的问题是存储的边不包含所有预期信息。更具体地说，父节点的父信息消失了。其他信息仍然存在，标签和子项不受影响。

例如，假设我存储边 (a,b)。网络 b 存储完全正确。网络 a 有它自己（根节点）和所有后代节点都存在并正确标记，但它们都没有其父节点的任何条目，每个节点的父节点都是 []。

这里是一个给定的输入、输出和预期输出的示例，具有 newick 格式 (a,b)c，用于具有子节点 a 和 b 的节点 c。我还在标签后的方括号中包含给定节点的父节点。为了全面披露，以下是我为 Show 和 Network 定义 Edge 的方式。

instance Show Network where
  show Empty = "_"
  show (Node a ps []) = (show a)++"["++printlabels ps++"]"
  show (Node a ps [x,y]) = "("++show x++","++show y ++ ")"++(show a)++"["++printlabels ps++"]"
  show (Node a ps [x]) = "("++show x++")"++(show a)++"["++printlabels ps++"]"
printlabels :: [Network] -> [Char]
printlabels [] = " "
printlabels (Empty:_) = "root"
printlabels ((Node label _ _):ns) = (show label)++","++(printlabels ns)

这是我生成的示例树。因为标签比较长，我用字母代替了内部节点的标签，用整数代替了叶子的标签。

(((4.0[c],((0.0[f])f[e,h],(1.0[g],2.0[g])g[e])e[c])c[h],(0.0[f])f[e,h])h[d],3.0[d])d[root]

是下图的表示。

运行上述函数给出：

[(d,h),(h,c),(c,4.0),e),(f,0.0),(e,g),(g,1.0),2.0),(d,3.0)]

与

instance Show Edge where
  show ( Edge ((Node labelu _ _),(Node labelv _ _)) ) = "("++(show labelu)++","++(show labelv)++")"

当我查询单个边时，说出位置 5 (e,g) 处的边，然后将 Show 重写为 Edge 以

instance Show Edge where
  show ( Edge (u,v) ) = "("++(show u)++"=1,2="++(show v)++")"

我得到 (((1.0[ ],2.0[ ])g[ ],0.0[ ])e[ ]=1,2=(1.0[g],2.0[g])g[e]) 而预期的结果是 (((1.0[g],2.0[g])g[e],h])e[c]=1,2.0[g])g[e])

我注意到的另一个错误是 0.0 被指定为 g 的兄弟，这是不正确的。正如评论者指出的那样，我在尝试获取树边时没有更改任何节点，我只是将节点分配给适当的边对并将其存储在列表中。您还可以看到我输入的网络具有正确的出身和结构。

这里会发生什么？我是 Haskell 的新手，我使用列表理解错误吗？

解决方法

对于纯语言而言，您的数据结构非常不寻常，并且将被证明非常难以使用。尽管您表示的图形是非循环的，但您用来表示它的数据结构是循环的：父节点的子节点又是节点。这意味着当你修改某个东西时，你需要循环修改它：如果我改变一个节点，我也必须改变相应的孩子的父级，以及它的每个子级的父级等等。这是非常复杂和微妙的。

这个挑战是纯语言独有的：改变循环数据结构对于可变数据结构来说不是问题——你可以只在一个地方改变它，它被引用的任何地方都可以“看到”改变。

最好是找到图形的非循环表示。例如：图是边的列表。如果您需要它，您还可以包含一组节点（因此可以表示度数为 0 的节点）。仅通过标签引用节点，当您需要有关它们的信息时，请在列表中查找它们。

另一种方法是inductive graph （在 fgl 库中实现）。