Haskell：代数数据与元组答案

【问题标题】：Haskell: Algebraic data vs TupleHaskell：代数数据与元组
【发布时间】：2012-05-17 00:07:07
【问题描述】：

data Ray = Ray Vector Vector

或

type Ray = (Vector, Vector)

在惯用的 haskell 中哪个是首选？为什么我应该使用一个而不是另一个？
我不在乎性能。

似乎与功能没什么区别，例如：

trace :: Ray -> …

trace (Ray x d) = …
-- OR
trace (x, d) = …

【问题讨论】：

【解决方案1】：

首选data 版本，因为它更清楚地表明了程序员的意图——通过创建一个新类型，您向所有人指出这不仅仅是一个元组，而是一个有意义的语义实体，@987654323 @。

这样就可以进一步依赖类型系统，为Ray 提供自定义实例，并且无法在元组中进行优化。

【讨论】：

对。关于类型的一个关键点：它们不仅仅是数据的表示；它们表征有用的结构。
好的，有道理。 type 实际上只是一个同义词，而不是一种新的数据类型。但是必须在某个地方划清界限——type Colour = (Int, Int, Int) 是合适的，对吧？
不，出于性能原因，为 Color 提供一个压缩向量类型更有意义，就像在 color 包中一样——像这样有意义的类型可以被优化和专门化。 hackage.haskell.org/packages/archive/colour/2.3.3/doc/html/src/…
元组对于其他模块不可见的临时和中间数据类型很有用，或者对于逻辑相关但仅在模块中“支持参与者”的事物的集合很有用。
@Mk12 请记住，对于 3 维整数坐标空间中的位置，type Colour = (Int, Int, Int) 与 type Position = (Int, Int, Int) 无法区分。但您可能不打算让对位置进行操作的函数也对颜色进行操作。

【解决方案2】：

您还可以考虑将两者结合的第三种选择：newtype

newtype Ray = Ray (Vector, Vector)

在我看来，代数数据类型用于有多种选择的情况，或者需要类型是递归的、包含自身的情况。但对于这样的事情，它可能有点矫枉过正。

Don Stewart 指出，将类型同义为 tuple 与直接使用该 tuple 类型相同；类型同义词没有自己的身份。因此类型检查器将无法区分您的类型和元组，因此它无法检查您是否使用了所需的类型。此外，它的实例与元组完全相同。

newtype 允许您使用与元组相同的底层类型；但它是类型检查器的单独类型，具有单独的实例。

【讨论】：

【解决方案3】：

我发现非常方便的第四个选择是记录：

data Ray = Ray { from, to :: Vector }

它们基本上具有“普通”ADT 的所有功能，但还增加了一些语法糖。特别是它们使获取值的部分修改副本变得更容易。确实在某些情况下记录太有限，但是您可以使用“改进版本”更进一步，例如fclabels。

【讨论】：