LISP - 移除元素

Lisp 中从序列中移除元素的现代指南

Common Lisp 提供了一组强大的函数，用于从序列（如列表和向量）中移除元素。Lisp 中一个关键的区别在于非破坏性函数（它们返回一个新的修改后的序列）和破坏性函数（它们可能会修改原始序列）。本指南涵盖了这些操作的现代最佳实践。

非破坏性移除（最佳实践）

非破坏性函数更安全，因为它们不会对原始数据产生副作用。这符合函数式编程原则，并使代码更易于理解。除非您有特定的、已被证实的性能瓶颈，否则应始终优先选择这些函数。

1. remove 函数

remove 函数创建并返回一个新序列，其中移除了特定项的所有出现。原始序列保持不变。

(remove item sequence &key from-end test test-not start end count key)

让我们看一个实际示例。我们将从列表中移除数字 3。

(let ((original-list '(1 2 3 4 3 5)))
  (let ((new-list (remove 3 original-list)))
    (format t "Original List: ~a~%" original-list)
    (format t "New List:      ~a~%" new-list)))

输出

Original List: (1 2 3 4 3 5)
New List:      (1 2 4 5)

2. remove-if 和 remove-if-not

这些函数更强大，因为它们根据条件（一个谓词函数）而不是特定项来移除元素。

(remove-if predicate sequence &key ...)
(remove-if-not predicate sequence &key ...)

示例：从列表中移除所有奇数。

;; #'oddp 是一个谓词，对于奇数返回真。
(let ((new-list (remove-if #'oddp '(1 2 3 4 5 6 7))))
  (format t "List with odd numbers removed: ~a~%" new-list))

输出

List with odd numbers removed: (2 4 6)

破坏性移除（谨慎使用）

delete 和 delete-if 等破坏性函数可能会为了效率而修改原始序列的内存结构（其 cons 单元）。如果该序列在程序的其他地方被共享，这可能会很危险。

破坏性函数的重要最佳实践

因为破坏性函数可能会修改列表的第一个元素，列表的起始位置可能会改变。因此，您必须始终使用破坏性函数的返回值，通常是将其重新赋值给原始变量。

;; 正确使用 delete
(setq my-list (delete 'a my-list))

;; 错误使用 delete。这可能导致 bug！
(delete 'a my-list) ; my-list 的绑定未更新。

3. delete 和 delete-if

它们是 remove 和 remove-if 的破坏性对应物。

示例：破坏性地从列表中移除偶数。

(let ((my-numbers '(1 2 3 4 5 6 7)))
  (format t "Original variable before delete-if: ~a~%" my-numbers)

  ;; 列表在原地修改，我们重新赋值变量。
  (setq my-numbers (delete-if #'evenp my-numbers))

  (format t "Variable after delete-if: ~a~%" my-numbers))

输出

Original variable before delete-if: (1 2 3 4 5 6 7)
Variable after delete-if: (1 3 5 7)

高级用法：:key 参数

key 参数对于处理复杂数据结构非常有用。它允许您指定一个函数，在应用测试之前对每个元素进行调用。

示例：从属性列表 (plists) 中移除所有价格低于 50 的产品。

(let ((products '((:name "apple" :price 30)
                   (:name "banana" :price 60)
                   (:name "orange" :price 45))))
  (let ((expensive-products
          (remove-if (lambda (price) (< price 50))
                     products
                     :key (lambda (product) (getf product :price)))))
    (format t "Expensive products: ~a~%" expensive-products)))

输出

Expensive products: ((:NAME "banana" :PRICE 60))