การลงลึกใน Lisp List Iteration: การลบองค์ประกอบตามค่า

เมื่อเขียนโปรแกรมใน Lisp หนึ่งในงานที่พบบ่อยคือการจัดการรายการตามเกณฑ์บางประการ ความท้าทายทั่วไปเกิดขึ้นเมื่อจำเป็นต้องกรององค์ประกอบจากรายการที่ไม่ตรงตามเงื่อนไขบางประการ ในบล็อกโพสต์นี้ เราจะสำรวจปัญหาเฉพาะเกี่ยวกับการทำซ้ำในรายการใน Lisp และวิธีการแก้ไขอย่างมีประสิทธิภาพ

ปัญหา: การลบองค์ประกอบในรายการที่ไม่มีประสิทธิภาพ

ปัญหาที่นำเสนอเกี่ยวข้องกับฟังก์ชันที่ออกแบบมาเพื่อลบองค์ประกอบจากรายการที่มีค่ามากกว่าค่าที่กำหนด x เมื่อพิจารณาโค้ดแล้ว ดูเหมือนว่าจะทำงานไม่เป็นไปตามที่ตั้งใจ นี่คือฟังก์ชันต้นฉบับที่ให้มา:

(defun biggerElems(x xs) 
  (let ((xst))
    (dolist (elem xs)
      (if (> x elem)
          (setf xst (remove elem xs))))
    xst))

ทำไมมันถึงไม่ทำงาน?

เมื่อดูในแวบแรก คุณอาจสังเกตว่าวัตถุประสงค์ที่ตั้งใจของฟังก์ชันคือการสร้างรายการที่ไม่มีองค์ประกอบที่มีค่ามากกว่า x แต่มีเหตุผลหลักที่ทำให้มันล้มเหลว:

1. การใช้งาน setf ที่ไม่ถูกต้อง: การดำเนินการ setf xst (remove elem xs) ตั้งใจให้ปรับปรุง xst ด้วยผลลัพธ์ของ remove แต่กลับทำเช่นนั้นได้ไม่ถูกต้อง
2. ตัวแปรที่ไม่ได้รับการตั้งค่า: ตัวแปร xst ไม่ได้ถูกตั้งค่าใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพ; มันอาจจะกลายเป็น nil หรือไม่เกี่ยวข้อง
3. ตรรกะที่ไม่มีประสิทธิภาพ: ฟังก์ชันวนรอบแต่ละองค์ประกอบของรายการและเรียกใช้ remove ซ้ำแล้วซ้ำเล่า ทำให้มีความไม่ประหยัดในการคำนวณ

แนวทางแก้ไข: วิธียุ้งเข้าที่ง่ายและตรงไปตรงมา

วิธีที่ตรงไปตรงมาที่สุดในการแก้ไขปัญหานี้คือการใช้ฟังก์ชันในตัวของ Lisp อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น แทนที่จะวนซ้ำด้วยตนเองและลบองค์ประกอบตามเงื่อนไข เราสามารถใช้ฟังก์ชัน remove-if ซึ่งออกแบบมาเฉพาะเพื่อกรองรายการตามเงื่อนไข

นี่คือวิธีการดำเนินการ

เราสามารถนิยามฟังก์ชันใหม่ได้ดังนี้:

(defun biggerElems (x xs)
  (remove-if (lambda (item) (> item x)) xs))

คำอธิบายของฟังก์ชันที่ปรับปรุง:

• remove-if: ฟังก์ชันนี้ต้องการสองอาร์กิวเมนต์: โพรดิเคต (ในกรณีนี้คือฟังก์ชันลัมบ์ดา) และรายการ มันจะลบองค์ประกอบทั้งหมดจากรายการที่ตรงตามเงื่อนไขของโพรดิเคต — ในกรณีนี้คือองค์ประกอบที่มีค่ามากกว่า x
• ฟังก์ชันลัมบ์ดา: ฟังก์ชันลัมบ์ดา (lambda (item) (> item x)) กำหนดเงื่อนไข: มันตรวจสอบว่า item มากกว่า x หรือไม่ หากคืนค่าเป็นจริง item จะถูกลบจากรายการ xs

ข้อดีของแนวทางใหม่

• ประสิทธิภาพ: วิธีการนี้ลดความจำเป็นในการลบแบบวนซ้ำ ทำให้ลดภาระในการคำนวณ
• ความชัดเจน: โค้ดมีความอ่านง่ายและกระชับ เข้าใจได้ง่ายในทันที
• ความถูกต้อง: ด้วยการใช้ remove-if โดยตรง เรามั่นใจได้ว่าค่าทั้งหมดที่มากกว่า x จะถูกลบออกอย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่มีความยุ่งยากเพิ่มเติม

บทสรุป

เมื่อทำงานกับรายการใน Lisp การเข้าใจการทำซ้ำและการจัดการรายการถือเป็นสิ่งสำคัญ ความพยายามครั้งแรกในการลบองค์ประกอบที่มีค่ามากกว่าค่าที่กำหนดแสดงให้เห็นถึงหลายจุดบกพร่อง ซึ่งเราได้แก้ไขด้วยวิธีการที่ชัดเจนกว่า ด้วยการใช้ remove-if เราสามารถบรรลุเป้าหมายของเราได้ง่ายและมีประสิทธิภาพ ช่วยให้โค้ดสะอาดและมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ขอให้สนุกกับการเขียนโปรแกรมใน Lisp!