分层数据类型

Question

我想分层定义数据类型，比如：

data Cat = BigCat | SmallCat
data Animal = Cat | Dog

然后编写一个将 Animals 作为参数的函数，并使用这样的模式匹配编写它：

bigger::Animal -> Animal -> Bool
bigger SmallCat BigCat = False
bigger BigCat SmallCat = True
bigger Dog Cat = True
bigger Cat Dog = False

编译器抱怨。它不想将函数签名中明确写入的类型Animal 与模式匹配的第一行和第二行中的类型Cat 进行匹配。为什么 haskell 不承认大猫或小猫是动物？

Answer 1

你把 types 和它们的 constructors 混在一起了。类型是可以创建变量的东西。类型构造函数用于创建此类数据。在您的代码中，data Animal = Cat | Dog 用两个 构造函数 Cat 和 Dog 声明了一个 type Animal。在另一行中，您定义了一个数据类型Cat。这没有问题，因为类型和构造函数不共享相同的命名空间。

如果你想在你的Animal 中嵌入一个Cat 类型的对象（如果使用了构造函数Cat），你可以在构造函数中添加一个字段：

data Animal = Cat Cat | Dog

这意味着：“Animal 是一个有两个构造函数的类型，Cat 和 Dog。Cat 有一个类型为 Cat 的字段，而Dog 没有。” em> 如果要使用构造函数Cat 创建对象，则必须将Cat 类型的对象传递给它：

myCat = Cat BigCat

如果你想匹配Animal，你必须列出匹配的构造函数的所有字段。比较代码的更正版本：

data Cat = BigCat | SmallCat
data Animal = Cat Cat | Dog

bigger :: Animal -> Animal -> Bool
bigger (Cat SmallCat) (Cat BigCat)   = False
bigger (Cat BigCat)   (Cat SmallCat) = True
bigger Dog            (Cat _)        = True
bigger (Cat _)         Dog           = False

_ 表示不关心 - 无论传递的对象如何，这将始终匹配。

Answer 2

这里的直接错误是Animal 定义了两个数据构造函数，与Cat 无关：表达式Cat 的类型为Animal，而表达式BigCat 的类型为@ 987654326@.

要以简单的方式创建嵌套数据类型，您需要将 Cat 类型作为相关构造函数的参数：

data Cat = BigCat | SmallCat
data Animal = Cat Cat | Dog

然后你可以这样做：

bigger (Cat SmallCat) (Cat BigCat) = False
bigger (Cat BigCat) (Cat SmallCat) = True
bigger Dog (Cat _) = True
bigger (Cat _) Dog = False

如果超出一个简单的示例，这将变得非常笨拙，但是，Cat 类型中的冗余是痛苦的，并且标识符 Cat 的两种不同用途是不必要的混淆。一个轻微的改进是避免将大小与物种混为一谈，而是做这样的事情：

data Size = Big | Small
data Species = Cat | Dog
data Animal = Animal Species Size

这里的一个优点是您可以更轻松地扩展这两种类型，而无需添加尽可能多的样板废话。

但是，除了玩具示例之外，这两种方法都非常愚蠢，在实际使用中，很可能会有更好的方法更可取。如果类型真的是比猫狗更有意义的简单枚举，那么 deriving Ord, Enum, &c。比特殊用途的东西更可取。如果意图是以更开放的方式对具有各种属性的实体进行建模，那么值得考虑更适合实际问题的其他设计。