haskell如何打破头部功能模式中的列表答案

【问题标题】：How does haskell break a list in a pattern for head functionhaskell如何打破头部功能模式中的列表
【发布时间】：2021-02-06 23:25:21
【问题描述】：

在学习 haskell 时，我无法理解 haskell 是如何自动匹配提取列表头部的模式的。

head' :: [a] -> a  
head' [] = error "Can't find head in an Empty list!" 
-- How does haskell break the list into x(first) and xs(rest)? 
head' (x:xs) = x

我读过[1,2,3] 是1:2:3:[] 的语法糖。那么: 是一个接受任何参数并添加到右手参数的函数？列表如何向后分解为两个变量 head 和 rest？ [1,2,3] --> (x:xs)??

colon_operator :: a -> [a]
-- not sure how the function would look

对不起，如果我不能简明扼要地解释我的问题，我在 haskell 方面不是很擅长。

【问题讨论】：

您是否熟悉代数数据类型？如果是这样，快速的答案是: 不是普通函数而是列表构造函数；列表实际上定义为data [a] = (:) a [a] | []。
您的问题是关于编译器方面的如何实现逻辑吗？或者关于语言是如何定义的？目前还不清楚是什么让您感到困惑……或者您是在看一般模式匹配的介绍吗？
@SukhinderpalMann 这是代数数据类型的定义。您可以在任何 Haskell 教程中了解有关它们的更多信息，例如learnyouahaskell.com/making-our-own-types-and-typeclasses。（我应该注意，虽然我的定义在语法上不是有效的 Haskell，但仅作为示例：更好的版本是 data List a = Cons a (List a) | Nil。）
[1,2,3] 是1:2:3:[] 的语法糖，实际上 是1:(2:(3:[]))，即(x:xs)，其中x = 1 和xs = (2:(3:[]))。所以这里没有“落后”“爆炸”，也不存在解构。每个: 都有两个字段。就是这样。
让我为你找到一个链接......例如here's 我的回答带有链接和一些措辞。

标签： haskell pattern-matching

【解决方案1】：

警告讲师：这是第零个近似值，在很多方面都是错误的，但至少它是第零个近似值！

使用伪代码，当您调用[] 或: 时，会创建一个新的数据结构。下面是你可以用命令式语言编写结构的方法：

structure {
    int constructor
    ptr head
    ptr tail
} list

当您编写empty = [] 时，它会分配一个新的list，并以这种方式填充它：

empty = alloc(list)
empty.constructor = 0 // 0 means we used [] to construct this

head 和 tail 指针未初始化，因为它们未被使用。当您编写not_empty = 3 : [4] 时，它会分配一个新的list，并以这种方式填充它：

// three is a pointer to 3
// four is a pointer to [4]
not_empty = alloc(list)
not_empty.constructor = 1 // 1 means we used : to construct this
not_empty.head = three
not_empty.tail = four

现在，当您对列表进行模式匹配时，这对应于检查constructor 字段。所以如果你写，说：

case not_empty of
    [] -> 7
    x:xs -> 20 + x

那么必然发生的事情是这样的：

if not_empty.constructor == 0
    return 7
elseif not_empty.constructor == 1
    return 20 + dereference(not_empty.head)
endif

（同样，如果您提到了xs，它会取消引用tail 指针。）

在构造list 结构和对其进行模式匹配之间，您现在了解了用于在列表上构建every 函数的基本构建块！在最基本的层面上，这是您唯一可以做的两件事list-y。

【讨论】：

谢谢！我希望有更多这样的示例来比较函数式代码和用 C/C++ 编写的传统命令式代码。如果您知道一些文档，我可以在其中看到 C/C++ 中的比较/类似实现或基本 Haskell 函数/行为的内部工作原理，那将是非常棒的！这对我有帮助，haskell 的类型推断和模式匹配让我大吃一惊，我在 1 周前才开始使用 haskell。
@SukhinderpalMann Implementing lazy functional languages on stock hardware: the Spineless Tagless G-machine 是对 Haskell 编译的极好介绍。它非常平易近人，并讨论了旧版本 GHC 背后的实际技术。（他们实际上讨论了两种实现方法，并且他们已经从那里详细讨论的一种切换到他们忽略的一种。）
可以针对任何其他流行语言进行比较，这不是问题。我可能犯了罪，但我看到了一些用 JS 编写的疯狂 FP（不是真正的 FP）库/框架，如 Elm、faylang 等。它们很诱人，只是为了让我有一些东西可以并排比较以了解haskell/FP 代码更好。

【解决方案2】：

[1,2,3] 是1:[2,3] 的语法糖，即...

...(x:xs) 其中x = 1 和xs = [2,3]。

所以这里没有“落后”“爆炸”，不，解构。

每个: 都有两个字段。就是这样。

【讨论】：