Question

我正在阅读learnyouahaskell的“learnyouahaskell”教程。它写着：

模式匹配也可用于元组。如果我们想做什么呢在2D空间中采用两个向量的函数（在表单中对）并将它们加在一起？为了将两个向量相加，我们补充说他们的x组件分开，然后是他们的y组件分别。如果我们不知道的话，我们将如何做到这一点模式匹配：
addVectors :: (Num a) => (a, a) -> (a, a) -> (a, a)  
addVectors a b = (fst a + fst b, snd a + snd b)  
嗯，这样可行，但有更好的方法。让我们修改一下函数，以便它使用模式匹配。
addVectors :: (Num a) => (a, a) -> (a, a) -> (a, a)  
addVectors (x1, y1) (x2, y2) = (x1 + x2, y1 + y2)  
我们去！好多了。请注意，这已经是一个包罗万象的了图案。 addVectors（在两种情况下）的类型都是addVectors :: (Num a) => (a, a) -> (a, a) - > (a, a)，因此我们保证会得到两对作为参数。

我的问题是：如果两个定义产生相同的签名，为什么模式匹配首选首选方式？

Answer 1

我认为在这种情况下，模式匹配更直接地表达了您的意思。

在函数应用案例中，需要知道fst和snd做了什么，并从中推断出a和b是元素被添加的元组。

addVectors a b = (fst a + fst b, snd a + snd b)

我们有snd和fst函数来分解元组这一事实让人分心。

在模式匹配的情况下，它立即清楚输入是什么（一个元组，我们称之为x1和y1和一个元组......等）以及它是如何被解构的。而且还可以立即清楚发生了什么，如何添加元素。

addVectors (x1, y1) (x2, y2) = (x1 + x2, y1 + y2)

这几乎就像数学定义：

（ x ₁ ， y ₁ ）+（ x ₂ ， y ₂ ）：=（ x ₁ + x ₂ ， y ₁ + y ₂ ）

直截了当，没有分心： - ）

你可以在Haskell中写下这个：

(x₁, y₁) `addVector` (x₂, y₂) = (x₁ + x₂, y₁ + y₂)

Answer 2

简而言之，人们需要构建和破坏价值观。

通过获取数据构造函数（可能是null-ary）并应用所需的参数来构造值。到目前为止，非常好。

随机示例（滥用GADTSyntax）

data T where
  A :: Int -> T
  B :: T
  C :: String -> Bool -> T

销毁更复杂，因为需要获取类型T的值并获取有关1）构造函数用于制作此类值的信息，以及2）所述构造函数的参数是什么。

第1部分）可以通过函数完成：

whichConsT :: T -> Int -- returns 0,1,2 for A,B,C

第2部分）更棘手。可能的选择是使用投影

projA :: T -> Int
-- projB not needed
projC1 :: T -> String
projC2 :: T -> Bool

以便例如他们满足

projA (A n) = n
projC1 (C x y) = x
projC2 (C x y) = y

但是等等！投影的类型具有T -> ...形式，它承诺这些函数适用于T类型的所有值。所以我们可以

projA B = ??
projA (C x y) = ??
projC1 (A n) = ??

如何实施以上？没有办法产生合理的结果，所以最好的选择是触发运行时错误。

projA B = error "not an A!"
projA (C x y) = error "not an A!"
projC1 (A n) = error "not a C!"

然而，这给程序员带来了负担！现在，程序员有责任检查传递给投影的值是否具有正确的构造函数。这可以使用whichConsT完成。许多命令式程序员习惯于这种接口（测试和访问，例如迭代器中的Java hasNext(), next()），但这是因为大多数命令式语言没有更好的选择。

FP语言（以及现在的一些命令式语言）也允许模式匹配。使用它比预测具有以下优点：

无需拆分信息：我们同时获得1）和2）
无法使程序崩溃：我们从不使用可能崩溃的部分投影功能
对程序员没有负担：以上的推论
如果详尽检查者已开启，我们一定会处理所有可能的情况

现在，对于具有一个构造函数（元组，()，newtype s）的类型，可以定义总投影，这些投影非常精细（例如{{1 }}）。不过，许多人更喜欢坚持模式匹配，这也可以处理一般情况。

Answer 3

正如 Carsten 在评论中提到的，这是一个基于意见的问题，但无论如何我要详细说明。

对2元组使用模式匹配并不是一个优势，但让我们考虑一些更大的数据结构，例如4元组。

addVectors :: (Num a) => (a, a, a, a) -> (a, a, a, a) -> (a, a, a, a)  
addVectors a b = -- some code that adds vectors

addVectors :: (Num a) => (a, a, a, a) -> (a, a, a, a) -> (a, a, a, a)  
addVectors (w1, x1, y1, z1) (w2, x2, y2, z2) = (w1 + w2, x1 + x2, y1 + y2, z1 + z2)

如果没有模式匹配，你必须编写从4元组中提取第一，第二，第三和第四个元素的函数，并在addVectors内使用它。通过模式匹配，编写addVectors的实现非常容易。

我相信在书中使用这样的例子可以更有效地传达信息。

为什么函数定义中首选模式匹配？

3 个答案: