构造函数作为 Haskell 中的数据类型答案

【问题标题】：Constructors as datatypes in Haskell构造函数作为 Haskell 中的数据类型
【发布时间】：2018-04-09 21:47:22
【问题描述】：

目前我有这些数据类型：

data NumberColumn = NumberColumn String [Double]
data StringColumn = StringColumn String [String]
data UnknownColumn = UnknownColumn String [String]

所有这些数据类型（还有其他数据类型，这些只是域示例）模型 csv 文件列。它们可以表示纯数字、姓名、金钱、简单的文本等。

我想要实现的是这样的：

data Column = NumberColumn String [Double] | StringColumn String [String] | UnknownColumn String [String]

也就是说，我想将它们放在一个单一的数据类型中，以便可以映射、过滤和创建新项目，如下所示：

sumColumn :: NumberColumn -> NumberColumn -> NumberColumn
sumColumn...

问题是 NumberColumn 不是数据类型而是构造函数，所以我能想到的最好的就是接受和返回 Column 类型：

sumColumn :: Column -> Column -> Column
sumColumn (NumberColumn...) (NumberColumn...)...

这可行，但函数应该只使用 NumberColumns 的明确性丢失了，我非常想保留它。

这可以实现吗？

【问题讨论】：

标签： haskell

【解决方案1】：

您似乎想要一个单一类型的构造函数 Column 定义为

data Column a = Column String [a]

然后

sumColumn :: Column Double -> Column Double -> Column Double
sumColumn (Column name values) = ...

要区分 StringColumn 和 UnknownColumn 与原始字符串，请为 Unknown 使用新类型以将其与“普通”字符串区分开来。

newtype Unknown = Unknown String

type UnknownColumn = Column Unknown  -- for example

【讨论】：

如果我遗漏了什么，我很抱歉，但这如何让我保留不同列的列表？
从问题中看不出这是一项要求。
@PetrasPurlys 不幸的是，这两个特性是不兼容的：要么类型系统区分这两个东西，所以你可以编写一个只接受数字列的函数，或者类型系统不区分这两个东西，所以你可以把它们都放在一个列表中。如果您想要这两种功能，则需要两种（集合）类型，一种可区分，一种不可区分。
@PetrasPurlys 您可以将a 向右移动并取回您想要的力量。 data Column = forall a. ToColumn a => Column a（但你会在类型签名中丢失和跟踪a）

【解决方案2】：

因此，您可以将NumberColumn 构造函数的数据分解为新的数据类型：

data Column
    = NumberColumn  NumCol
    | StringColumn  String [String]
    | UnknownColumn String [String]

data NumCol = NumCol String [Double]

sumColumn 仅在NumCols 上定义，而不是Columns 或NumberColumns：

sumColumn :: NumCol -> NumCol -> NumCol
sumColumn (NumCol s1 d1) (NumCol s2 d2) = ...

编辑：

如果你想让NumCols 表现得像NumberColumns，你可以使用类型类：

class Columnlike a where
    toColumn :: a -> Column

instance Columnlike Column where
    toColumn = id

instance Columnlike NumCol where
    toColumn = NumberColumn

有了这个类型类，你在Column 上的函数现在可以在一些Columnlike a 上，你可以互换使用NumCols 和Columns。例如：

colFunction :: Column -> Column
colFunction = ...

变成

colFunction :: Columnlike a => a -> a
colFunction = ...

然后您可以在NumCols 和NumberColumns 上使用colFunction。

【讨论】：

这可行，但这是一个可读性问题。 NumCol 和 NumberColumn 是/代表相同的东西，所以我非常希望有一个名称。
@PetrasPurlys 那里可能没有免费的午餐。但是，您可以使 NumCol 和 NumberColumn 行为相似，请参阅我的编辑。另一种选择是在对 (String, [Double]) 上定义 sumColumn，但这也有其缺点。

【解决方案3】：

除了chepner的

data Column a = Column String [a]

您可以将sumColumn 定义为

sumColumn :: Num a => Column a -> Column a -> Column a
sumColumn (Column name1 ms) (Column name2 ns) =
  Column (name1 ++ "+" ++ name2) (zipWith (+) ms ns)

您还可以使用 GADT 来确保包含数字的列仅按原样使用：

{-# LANGUAGE GADTs #-}

data Column a where
  NumColumn :: Num a => String -> [a] -> Column a
  StrColumn :: String -> [String] -> Column String

但您仍然必须限制在 Num a => Column as 上运行的每个函数。

【讨论】：