假设的非空语言 - 如何实现链表?

Hypothetical Non-Null Language - How would a Linked List be implemented?

假设您正在使用 null 根本不存在的编程语言编写。它要么使用空对象,要么抛出 ObjectNonexistentException 或类似的东西。

现在你想实现一个链表。但是:

你是怎么做到的?假设的编程语言必须支持哪些功能才能在不以任何形式使用 null 的情况下使链表成为可能?

一个解决方案可能是使用与 Maybe 类型等效的东西。它的值要么是 Just x,在本例中 x 是列表中的下一个节点,要么是 Nothing。 Maybe monad 在 Haskell 中得到了最好的展示。

http://learnyouahaskell.com/a-fistful-of-monads

您可以使用的一种方法是引入一个虚拟单元格,其下一个指针指向自身。那个我们可以称之为 Nil 的虚拟单元不需要任何空指针。然后每个链表都可以使用指向 Nil 的指针而不是指向 null 的指针来表示列表结束。

您的问题似乎表明这行不通,因为在创建 Nil 单元格时,下一个指针将默认指向一个新单元格,这将无限指向一个新单元格。我不确定这一定是真的,因为您可以想象编程语言会给您一些初始化指针的方法,而不是自动为其创建一个新对象。

希望对您有所帮助!

一种解决方案是让列表末尾对象指向自身。当然,这需要语言支持这种能力,但这样的事情并不罕见。

如果该语言具有面向对象的特性,那么您可以定义一个抽象类型或接口用作列表项,其实现要么指向列表中的下一项,要么不指向。

abstract class ListItem {}
class ListItemNormal : ListItem { ListItem next; }
class ListItemEnd : ListItem { }

某些语言具有依赖类型,其中一个字段的值可以确定另一个字段是否存在。在这种情况下,可以使用单独的布尔变量模拟空值。