尝试在函数中调用 putStrLn 时出错

Question

我正在尝试在 Haskell 函数中调用“打印输出”函数。

（一个简单的调试消息）。

下面是我的代码和来自编译器 (GHC 6.10) 的错误消息。

我不太明白为什么它将putStr 调用和空数组混为一谈。

空数组是该特定情况的返回值（打印输出的消息实际上现在只是一个存根）。

知道为什么这不起作用吗？

我的代码：

isAFactor :: 整数 -> 整数 -> 布尔 isAFactor x y = x `mod` y == 0 findFactors :: 整数 -> 整数 -> [整数] findFactors 计数器编号 = 让商 = div num 2 在 如果（计数器>商） 然后做 putStrLn ("factorList is : " ++ show quotient) (*** Line 10***) [] else if(isAFactor num 计数器) 然后 [counter] ++ [quotient] ++ findFactors (counter + 1) num 别的 findFactors (counter + 1) 数量

来自 ghc 的错误

测试.hs:10:4: 无法匹配预期类型 `[a] -> [Integer]' 针对推断类型‘IO()’ 在表达式中： putStrLn("factorList is :" ++ show quotient) [] 在表达式中： do putStrLn("factorList is :" ++ show quotient) [] 在表达式中： 如果（计数器>商）那么 do putStrLn("factorList is :" ++ show quotient) [] 别的 if (isAFactor num counter) then [counter] ++ [quotient] ++ findFactors (counter + 1) num 别的 findFactors (counter + 1) 数量

Answer 1

重要的是要记住 Haskell 是一种pure 函数式语言。这意味着函数根本不允许有任何副作用，包括将调试消息打印到屏幕上。

然而，打破这种纯粹性是可能的，它在调试中很有用。看看模块Debug.Trace。在那里你会找到一个函数trace :: String -> a -> a。您可以像这样在代码中使用它：

import Debug.Trace

isAFactor :: Integer -> Integer -> Bool 
isAFactor x y = x `mod` y == 0

findFactors :: Integer -> Integer -> [Integer]
findFactors counter num = 
    let quotient = div num 2
    in
        if(counter >  quotient)
                then trace ("factorList is: " ++ show quotient) [] 
        else if(isAFactor num counter)
            then [counter] ++ [quotient] ++ findFactors (counter + 1) num
        else
            findFactors (counter + 1) num

正如 cmets 建议的那样：

Haskell 也是一种lazy 语言。在实际需要结果之前不会评估表达式。在惰性设置中使用跟踪功能可能会有点混乱，因为当跟踪消息打印到屏幕时（如果打印的话）并不总是很容易理解。

由于 haskell 是一种非常不同的语言，最好尝试以同样不同的方式开发程序。尝试推理您的函数，而不是使用trace 和类似的“不纯”构造。学习利用 haskells 强大的类型系统，并在函数通过类型检查后使用（例如）QuickCheck 对其进行测试。

Answer 2

更新说明

问题在于 Haskell 中的 IO 是单子的，以 do 开头的块是用于将单子表达式（有时称为语句）与单子运算符结合起来的语法糖。在这种情况下，所讨论的 monad 是 IO monad，这可以从对 putStrLn 的调用中推断出来。 do块第二行的[]实际上不是整个do块的值，而是被解释为putStrLn的最后一个参数；并不是说它接受第二个参数，而是编译器甚至没有弄清楚这一点，因为它会因您引用的类型错误而提前终止。要使该行成为命令，您必须在其前面放置（例如，return）另一个单子函数（即return []）。不过，我并不是说这会帮助您解决问题。

类型错误源于 IO monadic 表达式始终具有类型IO _；在您的情况下，do 块也具有这种类型，这显然与您在签名中指定的类型 [Integer] 不兼容。

一般来说，因为 Haskell 是一门带有 monadic IO 的纯函数式语言，一旦你进入 IO monad，就没有出路，它具有传染性。即，如果一个函数有一个 do 块，其中包含 IO 操作，它的签名必然包含 IO _ 类型，所有其他调用此函数的函数的签名也是如此，等等。（其他 monad 确实提供“exit " 函数，但 IO monad 没有。）

Answer 3

Jonas 的帖子很好地涵盖了您的问题，因此我将按照惯用方式重写您的 findFactors 函数。当我第一次学习时，我发现它对我很有帮助。

因此，您希望通过查看从 1 到 n/2 的每个数字来查找给定数字 n 的所有因数，检查它是否是 n 的因数并构建一个列表是。

您的版本（只需进行少量修改即可使其正常工作）：

findFactors :: Integer -> Integer -> [Integer]
findFactors counter num = 
    let quotient = div num 2
    in
        if(counter >  quotient)
            then []
        else if(isAFactor num counter)
            then [counter] ++ findFactors (counter + 1) num
        else
            findFactors (counter + 1) num

一些格式更改使其更具可读性：

findFactors :: Integer -> Integer -> [Integer]
findFactors counter num
  | counter > div num 2 = []
  | otherwise = if num `isAFactor` counter 
                then counter:findFactors (counter+1) num
                else findFactors (counter + 1) num

这很好，但在某些方面并不理想。首先，每次调用findFactors 时它都会重新计算商，即n/2 除法（尽管ghc -O2 似乎意识到了这一点并且只计算了一次）。其次，在任何地方都必须处理那个计数器变量有点烦人。第三，它仍然非常必要。

查看问题的另一种方法是获取从1 到n/2 的整数列表，并过滤出那些是n 的因数。这可以直接转化为 Haskell：

findFactors :: Integer -> [Integer]
findFactors num = filter (isAFactor num) [1..(num `div` 2)]

发现它与上述版本具有相同的性能特征可能会令人惊讶。 Haskell 不需要一次为整个列表分配内存，最多可达n/2，它可以根据需要生成每个值。

Answer 4

其他人已经很好地解释了你的代码，所以让我帮你解码错误信息。

Couldn't match expected type `[a] -> [Integer]'
       against inferred type `IO ()'
In the expression:
    putStrLn ("factorList is  : " ++ show quotient) []

我错过了所有其他“表达中”的部分；它们只是显示越来越多的封闭上下文。

Haskell 中的一切都是一个表达式，因此一切都有一个类型。这包括像putStrLn 这样的东西。如果你在 GHCi 中输入 :t putStrLn 你会看到它的回复：

putStrLn :: String -> IO ()

这意味着putStrLn 是一个函数，它接受一个字符串并返回一个“IO 动作”，在本例中就是将消息放在屏幕上的动作。在您的代码中，您给了putStrLn 一个字符串，因此编译器推断出表达式putStrLn (*stuff*) 的类型为IO ()。那是编译器错误消息的“推断类型”部分。

与此同时，编译器也在另一个方向进行类型推断，从外到内。除其他外，它注意到putStrLn (*stuff*) 表达式似乎应用于一个空列表，其类型为[a]（即一些东西的清单，我们不知道是什么）。此外，整个表达式的结果应该是[Integer] 类型。因此表达式putStrLn (*stuff*) 应该是一个将[] 转换为整数列表的函数，其类型写为[a] -> [Integer]。那是错误消息的“预期类型”部分。

此时编译器断定无法匹配这两种类型，所以报错。

"Couldn't match expected type 'Foo' against inferred type 'Bar'" 可能是您在尝试编译 Haskell 时收到的最常见的错误消息，因此它值得尝试阅读并理解它。查看推断的类型并尝试找出引用表达式的哪个部分具有该类型。然后尝试通过查看周围的代码来找出编译器期望其他内容的原因。