OCaml中的API设计思想

Question

在学习了大约半年的OCaml之后，我仍然在functional programming和imperative programming上苦苦挣扎。

它不是关于的，而是关于using list or array的设计。

例如，如果我要为用户编写stack，应该以functional或imperative的方式呈现它吗？

stack应该有一个名为pop的函数，这意味着将最后一个元素返回给用户并从堆栈中删除它。所以，如果我以stack的方式设计functional，那么对于pop，我应该返回一个元组(last_element, new_stack)，对吗？但我觉得很难看。

同时，我觉得functional方式在函数式编程中更自然。

那么，我该如何处理这种设计问题呢？

编辑

我看到了stack的源代码，它们定义的类型如下：

type 'a t = { mutable c : 'a list }

好的，在内部标准库使用不可变的list，但是将它封装在一个可变的记录中。

我理解这一点，因为这样，对于用户来说，它总是一个堆栈，因此不需要一个元组返回到客户端。

但是，这并不是一种功能性的方式，对吗？

Answer 1

可变结构有时更有效，但它们不是持久的，这在各种情况下都很有用(主要用于回溯失败的计算)。如果不可变接口在可变接口上没有或很少的性能开销，那么您绝对应该更喜欢不变的接口。

Answer 2

在功能上(即不发生变化)，可以使用头/尾而不是pop来像List一样定义它，也可以像建议的那样，让API通过返回一个元组来处理状态更改。这与州一级的单元组的建立方式相比较。

因此，处理堆栈的状态(例如通过递归)是父作用域的责任，在这种情况下，堆栈与列表完全一样，或者部分责任通过元组加载到API中。

下面是一个快速尝试(假装知道O‘’Caml语法)：

module Stack =
  struct
    type 'a stack = 'a list
    let empty _ = ((), [])
    let push x stack = ((), x::stack)
    let pop (x::stack) = (x, stack)
      | pop _ = raise EmptyStack
  end

然后，一个用例将是：

let (_, st) = Stack.empty ()
let (_, st) = Stack.push 1 Stack.empty
let (_, st) = Stack.push 2 st
let (_, st) = Stack.push 3 st
let (x, st) = Stack.pop st

与其显式处理元组，您可能希望一直隐藏在st上传递，并发明一个操作符，使以下语法成为可能：

let (x, st) = (Stack.empty >>= Stack.push 1 >>=
               Stack.push 2 >>= Stack.push 3 >>= Stack.pop) []

如果你能让这个操作员，你已经重新发明了国家单元化。:)

(因为上面的所有函数都将状态作为它的最后一个参数，所以它们可以部分应用。要对此进行扩展，请参阅下面的重写，这样可以更清楚地了解正在发生的事情，但更难理解。

let (x, st) = (fun st -> Stack.empty st >>= fun st -> Stack.push 1 st
                                        >>= fun st -> Stack.push 2 st
                                        >>= fun st -> Stack.push 3 st
                                        >>= fun st -> Stack.pop) []

至少，这是处理状态和不可变数据结构的一种惯用方法。