在执行模式匹配之前将函数应用于参数答案

【问题标题】：Apply function to argument before performing pattern matching在执行模式匹配之前将函数应用于参数
【发布时间】：2021-12-12 07:30:52
【问题描述】：

我是 Haskell 的新手，并试图不本能地思考命令。我有一个函数可以在模式匹配块中完成所有工作，但是它需要在参数上进行模式匹配在一个函数应用于它之后。

以一种功能性的方式这样做让我明白了这一点：

foo :: Int -> String
foo n = bar $ show n

bar :: String -> String
bar [] = ""
bar (c:s) = "-" ++ bar s

foo 是我要实现的功能，而bar 是完成所有工作的地方。 foo 的存在只是为了提供正确的类型签名并在调用 bar 之前执行前驱 show 转换。在实践中，bar 可能会变得相当复杂，但我仍然没有理由将它作为一个单独的函数公开。

Haskell 执行show 之类的简单函数并对其结果进行“then”模式匹配的方法是什么？

我尝试将模式匹配更改为case 语句，但它不允许最重要的递归，因为没有函数可以递归调用。出于同样的原因，使用where clause applied to multiple patterns 也不起作用。

【问题讨论】：

请注意，这是一个组合示例，因为foo 可以简单地定义为foo = bar . show。
把事情分解成多个功能是完全正常的；即使在命令式编程中，通常也建议保持程序/方法很小，将复杂的功能分解为多个单元。就像在大多数命令式语言中一样，您不必公开您编写的所有函数；模块系统完全能够导出foo 并保持bar 私有。但是，您使用where 找到的答案是一种很好的方式，可以完全清楚地表明bar 仅用于定义foo，与任何其他目的无关。
惯用的方法是foo n = '-' <$ show n——即尽可能重用现有的递归函数，而不是自己编写递归。
我可能是误会了，但你就不能foo n = case (show n) of... 吗？
@RobinZigmond 差不多，但是当您执行(c:s) 案例时，没有bar 可以递归调用。如果您尝试改为调用foo，您将传递一个String，它期待一个Int。

标签： haskell functional-programming

【解决方案1】：

我记得Learn You A Haskell 似乎经常强调where 和let 比它们最初看起来更强大，因为“一切都是函数”并且子句本身就是表达式。

这促使我看看我是否可以更努力地推动where，并使用它来定义辅助函数bar。事实证明我可以：

foo :: Int -> String
foo n = bar $ show n
  where bar [] = ""
        bar (c:s) = "-" ++ bar s

除非有更好的方法，否则我认为这就是我所追求的解决方案。看到这一点，我花了一些时间克服了我的迫切倾向，但它开始看起来合乎逻辑，并且比我想象的更“核心”。

如果这些假设让我偏离了方向，请提供替代答案！

【讨论】：

旁白：我不确定这个限制是否与命令式/功能性划分有关。其他函数式语言（例如 ML 家族，甚至 λ-calculus with sums 即函数式语言的理论原型）对任意 表达式 进行模式匹配，而不是函数参数（您基本上得到了在 Haskell 中实现的内容）使用您的 where 构造，但您不必命名匹配器）。

【解决方案2】：

这取决于模式匹配函数是否递归。在您的示例中，它被称为 bar 并且是递归的。

foo :: Int -> String
foo n = bar $ show n

bar :: String -> String
bar [] = ""
bar (c:s) = "-" ++ bar s

在这里，（可以说）最好的解决方案是您找到的那个：使用where（或let）并将其在本地定义为foo：

foo :: Int -> String
foo n = bar $ show n
   where
   bar :: String -> String   -- optional type annotation
   bar [] = ""
   bar (c:s) = "-" ++ bar s

内部函数的类型注释是可选的。许多 Haskeller 认为顶级函数 foo 应该有它的签名（如果你不提供它，带有 -Wall 的 GHC 会发出警告），但也认为内部函数不必注释。对于它的价值，我喜欢在我认为从上下文中不明显时添加它。随意包含或省略它。

当bar 不是递归时，我们还有其他选择。考虑这段代码：

foo :: Int -> String
foo n = bar $ show n

bar :: String -> String
bar []    = "empty"
bar (c:s) = "nonempty " ++ c : s

这里，我们可以使用case of：

foo :: Int -> String
foo n = case show n of
   []    -> "empty"
   (c:s) -> "nonempty " ++ c : s

这首先调用函数show，然后对其结果进行模式匹配。我认为这比添加where 来定义bar 更容易阅读。

从理论上讲，即使在递归情况下，我们可以遵循case 方法，并利用fix（库中的一个函数）来关闭递归。我确实不建议您这样做，因为使用where（或let）定义bar 更具可读性。我在这里添加这个可读性较差的选项只是为了完整性。

foo :: Int -> String
foo n = fix (\bar x -> case x of
   []    -> ""
   (c:s) -> "-" ++ bar s
   ) $ show n

这相当于第一个递归代码sn-p，但它需要更多的时间来阅读。助手fix 有其用途，但如果我在实际生产代码中阅读此内容，我会认为程序员试图表明他们“聪明”，而不是编写简单易读的代码。

【讨论】：