列表推导式是否比列表抽象更好？

Question

为什么人们更喜欢像
(for [x '(1 2 3)] (* 2 x))这样的列表推导式，而不是(map #(* %1 2) '(1 2 3))？

这种编程方式有什么好处吗？
1. 是否更易读？
2. 在某些情况下是否更快？
3. 是否更适合某些操作和数据结构？

- unj2

Answer 1

对于你给出的例子，没有任何好处；但是通常情况下，for 在连接两个（或多个）序列或进行过滤时非常有用 - 带有 :let 和 :when 的 for 通常比嵌套的 map 和 filter 更易读。

- Pavel Minaev

Answer 2

列表推导式只是对标准函数式程序的“语法糖”，但它们提供了对列表常见操作的直观理解。 -- Guy Lapalme 它们唯一的目的是提高可读性。不要指望使用它们会有任何显著的性能提升。

这篇论文提供了在类Lisp语言中实现列表推导式的一些见解。 （链接）

- Vijay Mathew

Answer 3

一些通用想法

首先，列表推导只是语法糖，因此除了可读性之外，不应该有任何固有的区别。

但请注意，列表推导实际上将至少三个高阶函数（即map、filter和concatMap）统一为一个语法。因此，在需要这些函数的复杂组合的非平凡情况下，该语法可以具有很大的可读性优势。

此外，我们可以方便地使用值绑定来存储结果并使事情更加清晰：

[ (x, y) | x <- [1..10],
           y <- [1..10], 
           let dist = (x - 5)² + (y - 5)²,
           dist < 10² ]

无论如何，列表推导式可以比仅处理列表更加通用。基本上，它们可以使用统一和方便的语法处理任何Monad。例如，F#甚至将其扩展到控制任意程序流。

其次，比通常的高阶函数更抽象，列表推导式实际上可能会更快，因为编译器可以利用优化规则，否则需要程序员考虑。

[ x + 1 | x <- numbers, even x ]

直接的翻译是

map (\x -> x + 1) (filter even x)

在这里，列表被迭代了两次，产生了一个毫无意义的中间结果。

然而，编译器可以识别并优化上述模式，并生成直接的、优化的filterMap版本。

- Dario

Answer 4

列表推导式用于需要以更复杂的方式迭代序列的情况。在您的示例中，它们是相同的，因此我建议使用map，因为它更易于阅读。

对于这个例子，使用map会变得很丑陋。

(for [x '(1 2 3) y '(3 2 1)] (* 2 x y))

- Arthur Ulfeldt

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一个map无法做到，但mapcat可以。一般来说，可以用map、mapcat、filter和take-while的某种组合来替换列表推导式。对于更复杂的情况，结果可能很难阅读。 - Pavel Minaev

虽然它的功能与上面的for循环不同，但我认为你可以放弃(list)，只需使用map就能获得相同的效果。示例中的代码遍历x和y的所有组合，就像Java中的两个嵌套for循环。 - Arthur Ulfeldt

你是正确的。我们需要两个映射来执行那些嵌套循环操作。这只是为了使代码更易读吗？列表推导式会展开成什么？ - unj2

Answer 5

我知道这是一个Clojure问题，但是马丁·奥德斯基等人的书《Scala编程》对for推导式如何映射到map和filter函数有一个不错的讨论。

- Ralph