Haskell 中的纯异常

Question

不经过IO，如何在Haskell中使用异常？

我有以下代码用于在二叉搜索树中插入一个元素，当该元素是树的成员时，比较最少且不复制。我注意到either 用作catch 和Left 用作throw：

insert x t = either (const t) id (insert' x t Nothing)
    where
    insert' x E m = maybe (Right (T E x E)) (\v -> if x==v then Left E else Right (T E x E)) m
    insert' x t@(T l v r) m = if x<v
                                 then fmap (\l' -> T l' v r) (insert' x l Nothing)
                                 else fmap (\r' -> T l v r') (insert' x r (Just v))

所以我尝试使用Control.Monad.Error 重写它，希望使代码更简单，但我搞砸了。有什么建议吗？

Answer 1

这取决于您想要例外的原因。

如果您尝试从函数返回错误值（例如“未找到密钥”或“密钥已存在”），那么您应该使用这些方面的内容。 “左”传统上用于错误值，因为“右”是正确的结果。 Error monad 在这里的使用方式与“Maybe”monad 相同：当发生错误时，其余的计算不会完成，而无需链接大量“if then else if then ...”。一起。在这种情况下，“例外”并不是真正的例外。您的代码要么必须处理它，要么以某种方式将其传递到下一个级别。

另一方面，您可能还想捕获不可预见的异常，例如“head []”，您认为某些事情永远不会发生，但您错了。因为这些异常是不可预测的，可能是不确定的，并且通常不适合类型系统，所以它们必须被视为 IO 事件。通常的模式是忽略这些异常，除了程序的最顶层，您可以尝试保存用户的工作并提供有用的消息，例如“请报告此错误”。

抛出后一种异常很容易：只需调用“错误”即可。但只将它用于您真正认为不可能发生的事情；它不应该是你代码的正常部分。

Answer 2

Hackage 上的 monadLib 包有一个 Exception monad（和一个 ExceptionT monad 转换器），您可以在没有 IO 的情况下使用它。当你运行它时，你会得到一个 Either 类型的结果。

Answer 3

棘手！ 这是一个非常好的机制，可以在最后一刻将值与 (==) 进行比较，并且仅当需要时。 Byt 你为什么不至少用类型信息来评论它？

data Tree a = E | T (Tree a) a (Tree a)

insert :: (Ord a) => a -> Tree a -> Tree a
insert x t = const t `either` id $ insert' x t Nothing
    where
    -- insert' (insert_this) (into_this_empty_tree) (except_if_it_equals_this) (because_then_the_tree_is_Left_unchanged)
    insert' :: (Ord a) => a -> Tree a -> Maybe a -> Either (Tree a) (Tree a)
    insert' x E Nothing = Right (T E x E)
    insert' x E (Just v) | x==v      = Left E
                         | otherwise = Right (T E x E)
    -- insert' (insert_this) (into_this_nonempty_tree) ((anyway)) (recursive:if_it_branches_to_the_left_insert_it_there)
    -- insert' (insert_this) (into_this_nonempty_tree) ((anyway)) (recursive:if_it_equals_or_branches_to_the_right_insert_it_there_except_if_the_right_branch_is_empty)
    insert' x t@(T l v r) _ | x<v       = (\l' -> T l' v r) `fmap` insert' x l Nothing
                            | otherwise = (\r' -> T l v r') `fmap` insert' x r (Just v)

如果你把 Left 的箱子扔掉然后使用副本，你为什么要使用 Either？如果您不保留该副本来替换相等的树，而是根本不构建相等的树，那么效率会更高。好像是这样的……

insert' :: (Ord a) => a -> Tree a -> Maybe a -> Maybe (Tree a)

然后......如果你想真正高效，不要构建那个（也许是一个）参数只是为了在之后进行比较。

--insert'1 :: (Ord a) => a -> Tree a -> Nothin -> Maybe (Tree a)
--insert'2 :: (Ord a) => a -> Tree a -> Just a -> Maybe (Tree a)
insert'1 :: (Ord a) => a -> Tree a -> Maybe (Tree a)
insert'2 :: (Ord a) => a -> Tree a -> a -> Maybe (Tree a)

解决方案如下所示：

insert :: (Ord a) => a -> Tree a -> Tree a
insert x t = fromMaybe t $ insert'1 x t
    where
    insert'1 :: (Ord a) => a -> Tree a -> Maybe (Tree a)
    insert'2 :: (Ord a) => a -> Tree a -> a -> Maybe (Tree a)
    insert'1 x E = Just (T E x E)
    insert'1 x (T l v r) | x<v       = do l' <- insert'1 x l
                                          Just (T l' v r)
                         | otherwise = do r' <- insert'2 x r
                                          Just (T l v r')
    insert'2 x E v = guard (x/=v) >> Just (T E x E)
    insert'2 x t _ = insert'1 x t

（编辑：）

在 Control.Monad.Error 中定义了这个实例：

Error e => MonadError e (Either e)

这意味着，（任一字符串）可能就是您要查找的内容。

insert :: (Ord a,MonadError String m) => a -> Tree a -> m (Tree a)
insert x t = maybe (throwError "Error: element already in tree") return $ insert'1 x t
    where ...