为什么 Haskell 中的这个“@”用法不能包含整个列表？

Question

我正在研究 99 个 Haskell 问题并尝试使用这段代码来解决第二个问题，这需要返回数组的倒数第二个元素：

myPen :: [a] -> a
myPen [] = error "Empty lists have no penultimate element."
myPen list@(_:xs)
  | length list == 1  = error "Lists size 1 have no penultimate element."
  | length xs == 2    = head xs
  | otherwise         = myPen xs

这段代码可以编译，但是当给定输入时

myPen [1,2]

它会产生错误

*** Exception: Lists size 1 have no penultimate element.
CallStack (from HasCallStack):
  error, called at prob1_10.hs:16:25 in main:Main

据我了解，@ 在这种情况下应该允许引用整个列表，但它似乎只引用了xs 或列表的尾部。

This 似乎支持它应该包括x 和xs 的论点。

我的问题有两个：

1.) 为什么会这样？ 2.) 引用整个列表的正确方法是什么？

Answer 1

在这种情况下发生的实际上是length list == 2，而是length xs == 1，所以第一个或第二个后卫都不会匹配。将采用 otherwise 保护并在长度为 1 的 xs 上递归调用该函数，因此将采用第一个保护并打印错误消息。您可以通过编写来修复它：

myPen :: [a] -> a
myPen [] = error "Empty lists have no penultimate element."
myPen list@(_:xs)
  | length list == 1  = error "Lists size 1 have no penultimate element."
  | length list == 2  = head list
  | otherwise         = myPen xs

但在 Haskell 中，使用模式匹配而不是 length 函数通常更常见，如下所示：

myPen :: [a] -> a
myPen []     = error "Empty lists have no penultimate element."
myPen [_]    = error "Lists size 1 have no penultimate element."
myPen [x,_]  = x
myPen (_:xs) = myPen xs

Answer 2

Haskell 在概念上从上到下进行评估。这意味着它首先查看列表是否为空。然后看list的长度，也就是2，这样守卫就不会开火了。然后查看length xs 是否为2，但事实并非如此，因为xs 是列表的尾部，所以[2] 的长度为1。

最终它使用myPen [2] 进行递归调用，然后第一个守卫（length list）确实是一个，因此引发了错误。

因此，您可能希望通过以下方式检查整个列表：

myPen :: [a] -> a
myPen [] = error "Empty lists have no penultimate element."
myPen list@(_:xs)
  | length list == 1  = error "Lists size 1 have no penultimate element."
  | length list == 2  = head list  -- check length of list
  | otherwise         = myPen xs

但是不建议使用length，因为它需要线性时间来确定长度，并且对于具有无限长度的列表，它会陷入无限循环。你最好使用模式匹配：

myPen :: [a] -> a
myPen [] = error "Empty lists have no penultimate element."
myPen [_] = error "Lists size 1 have no penultimate element."
myPen [_,x] = x
myPen (x:xs) = pen xs