Clojure 循环并在状态 space 模型中重复出现或减少

Question

我正在尝试编写一个简单的马尔可夫状态 space 模型，顾名思义，它会反复回顾一个步骤以预测下一个状态。

这应该是一个 MWE，虽然它不是因为我不太清楚我应该如何在下面的代码中放置 (recur ... )。

;; helper function
(defn dur-call 
  [S D]
    (if (< 1 D)
      (- D 1)
      (rand-int S)))

;; helper function
(defn trans-call
  [S D]
    (if (< 1 D)
      S
      (rand-int 3)))

;; state space model
(defn test-func
  [t]
  (loop 
    [S (rand-int 3)]
    (if (<= t 0)
      [S (rand-int (+ S 1))] 
      (let [pastS (first (test-func (- t 1)))
            pastD (second (test-func (- t 1)))
            S (trans-call pastS pastD)]

           (recur ...?)

        [S (dur-call S pastD)]))))

我的目标是在说时间 t=5 计算一些状态，在这种情况下，模型需要回顾并计算状态 t=[0 1 2 3 4]。在我看来，这应该用 loop/recur 很好地完成，但也可以用 reduce 完成（不确定如何，对 Clojure 来说仍然是新手）。我的问题确实是，它似乎必须在 let 中使用 recur，但考虑到 loop/recur 的设计方式，这应该行不通。

Answer 1

你的任务实际上是根据前一个项目生成下一个项目，从一些种子开始。在 clojure 中，它可以通过使用 iterate 函数来实现：

user> (take 10 (iterate #(+ 2 %) 1))
(1 3 5 7 9 11 13 15 17 19)

您只需定义生成下一个值的函数。它可能看起来像这样（不确定计算算法的正确性，只是根据问题中的内容）：

(defn next-item [[prev-s prev-d :as prev-item]]
  (let [s (trans-call prev-s prev-d)]
    [s (dur-call s prev-d)]))

现在让我们从某个值开始对其进行迭代：

user> (take 5 (iterate next-item [3 4]))
([3 4] [3 3] [3 2] [3 1] [0 0])

现在你的测试函数可以这样实现了：

(defn test-fn [t]
  (when (not (neg? t))
    (nth (iterate next-item
                  (let [s (rand-int 3)]
                    [s (rand-int (inc s))]))
         t)))

你也可以用循环来做（但它仍然不那么惯用）：

(defn test-fn-2 [t]
  (when (not (neg? t))
    (let [s (rand-int 3)
          d (rand-int (inc s))]
      (loop [results [[s d]]]
        (if (< t (count results))
          (peek results)
          (recur (conj results (next-item (peek results)))))))))

这里我们将所有累积的结果传递给循环的下一次迭代。

你也可以引入循环的迭代索引，并只传递最后一个结果：

(defn test-fn-3 [t]
  (when (not (neg? t))
    (let [s (rand-int 3)
          d (rand-int (inc s))]
      (loop [result [s d] i 0]
        (if (= i t)
          result
          (recur (next-item result) (inc i)))))))

还有一个 reduce 的例子：

(defn test-fn-4 [t]
  (when (not (neg? t))
    (reduce (fn [prev _] (next-item prev))
            (let [s (rand-int 3)
                  d (rand-int (inc s))]
              [s d])
            (range t))))

Clojure 循环并在状态 space 模型中重复出现或减少

Clojure loop and recur or reduce in state space model

recursion

tail-recursion

clojure

state-space