Question

我一直在使用用Haskell编写的Elm编译器。

我想开始为它实现一些优化，其中一部分涉及遍历AST并向某些节点添加“注释”，例如尾调用等。

我知道我可以使用SYB或uniplate进行遍历，但我想知道是否有一种无样板的方法来处理类型。

所以，假设我们的AST有一堆代数类型：

data Expr = PlusExpr Expr Expr ...

data Def = TypeAlias String [String] Type ...

如果我正在编写样板文件，我会创建这样的新类型：

data AnnotatedExpr = PlusExpr Expr Expr [Annotation] ...

data AnnotatedDef = TypeAlias String [String] Type [Annotation] ...

这是很多写的boilderplate，似乎是避免这种做法的好习惯。

我可以这样写：

Data AnnotationTree =  Leaf  [Annotation]
     | Internal [AnnotationTree] [Annotation]

然后我只有一个与AST并行运行的注释树。但是不能保证这些树具有相同的结构，因此我们失去了类型安全性。

所以我想知道，是否有一个优雅/推荐的解决方案，以避免样板，但仍然以类型安全的方式注释树？要用等效的节点替换每个节点，还有稍后将在编译中使用的注释列表？

Answer 1

如果你将数据类型中的递归保持打开状态，你最终会在任何地方受到额外的构造函数的影响，但可以在不改变大部分骨架树的情况下自由分层注释。

data Hutton x    -- non-recursive functor type
  = Int Int | Plus x x
  deriving Functor

newtype Tie f = Tie (f (Tie f))

data Annotate f a = Annotate { annotation :: a, layer :: (f (Annotate f a)) }

type Unannotated = Tie      Hutton
type Annotated a = Annotate Hutton a

当您将大部分计算都编写为Hutton - 代数时，这种风格会更容易，因为它们会更好地构成。

interp :: Hutton Int -> Int
interp (Int i)    = i
interp (Plus a b) = a + b

runUnannotated :: Functor f => (f x -> x) -> Tie f -> x
runUnannotated phi (Tie f) = phi (fmap (runUnannotated phi) f)    

runAnnotated :: Functor f => (f x -> x) -> Annotate f a -> x
runAnnotated phi (Annotate _ f) = phi (fmap (runAnnotated phi) f)

如果您不介意在Haskell级别中使用一些绑定（例如在中等深度的eDSL中），那么Free Hutton monad非常适合构建AST和{ {1}} comonad本质上就是Cofree Hutton。

这是一种从下往上构建注释的方法。

Annotated

使用适当的annotate :: Functor f => (f b -> b) -> Tie f -> Annotate f b annotate phi = runUnannotated $ \x -> Annotate (phi (fmap annotation x)) x memoize :: Unannotated -> Annotated Int memoize = annotate interp和Show个实例

Num

以下是剥离它们的方法

λ> memoize (2 + (2 + 2))
Annotate 6 (Plus (Annotate 2 (Int 2)) (Annotate 4 (Plus (Annotate 2 (Int 2)) (Annotate 2 (Int 2)))))

请参阅here，了解如何使用相互递归的ADT实现这种AST工作，由Gallais在下面的评论保证。

Answer 2

这个问题非常类似于past one谈论源位置的特定注释。我发现最优雅的解决方案是重新定义Expr和Def以提供包含注释的构造函数：

data Expr = PlusExpr Expr Expr
          | AnnotatedExpr Annotation Expr
          ...

Answer 3

您还可以使用属性语法进行注释。如果您需要许多不同的注释，语法方法将更好地扩展。 Hackage上有很少的AG库和预处理器，一个是uuagc，用于构建UHC / EHC Haskell编译器。

Answer 4

也可以编写一个Template Haskell宏，将数据类型转换为带注释的数据类型。

Haskell中不含Boilerplate的AST注释？

4 个答案: