Question

我正在公开一个带有两个参数的函数，一个是最小边界，另一个是最大边界。如何使用类型确保例如最小边界不大于最大边界？

我想避免创建一个智能构造函数并返回一个Maybe，因为它会使整个用法更麻烦。

谢谢

Answer 1

这并不完全回答您的问题，但有时可行的一种方法是更改您的类型的解释。例如，而不是

data Range = {lo :: Integer, hi :: Integer}

你可以使用

data Range = {lo :: Integer, size :: Natural}

这样，就无法表示无效范围。

Answer 2

此解决方案使用依赖类型（可能过于重量级，请检查 dfeuer 的答案是否足以满足您的需求）。

该解决方案使用 base 中的GHC.TypeLits模块以及typelits-witnesses包的模块。

这是一个差异函数，它接受两个整数参数（静态已知）并在编译时抱怨第一个数字大于第二个：

{-# language TypeFamilies #-}
{-# language TypeOperators #-}
{-# language DataKinds #-}
{-# language ScopedTypeVariables #-}

import GHC.TypeLits
import GHC.TypeLits.Compare
import Data.Type.Equality
import Data.Proxy
import Control.Applicative

difference :: forall n m. (KnownNat n,KnownNat m,n <= m) 
           => Proxy n 
           -> Proxy m 
           -> Integer
difference pn pm = natVal pm - natVal pn

我们可以从GHCi查看：

ghci> import Data.Proxy
ghci> :set -XTypeApplications
ghci> :set -XDataKinds
ghci> difference (Proxy @2) (Proxy @7)
5
ghci> difference (Proxy @7) (Proxy @2)
** TYPE ERROR **

但是如果我们想在运行时使用具有确定值的函数呢？比方说，我们从控制台或文件中读取的值？

main :: IO ()
main = do
   case (,) <$> someNatVal 2 <*> someNatVal 7 of
       Just (SomeNat proxyn,SomeNat proxym) ->
            case isLE proxyn proxym of
                Just Refl -> print $ difference proxyn proxym 
                Nothing   -> error "first number not less or equal"
       Nothing ->     
            error "could not bring KnownNat into scope"

在这种情况下，我们使用someNatVal和isLE等功能。这些功能可能会因Nothing而失败。然而，如果他们成功了，他们会返回一个值得见证的值。一些约束。通过证人的模式匹配，我们将该约束纳入范围（这是因为证人是GADT）。

在该示例中，Just (SomeNat proxyn,SomeNat proxym)模式匹配将两个参数的KnownNat约束带入范围。 Just Refl模式匹配将n <= m约束带入范围。只有这样我们才能调用difference函数。

因此，在某种程度上，我们已经转移了所有繁忙的工作，确保参数满足函数本身所需的前提条件。

Answer 3

您要求的是依赖类型。有一个很好的教程 https://www.schoolofhaskell.com/user/konn/prove-your-haskell-for-great-safety/dependent-types-in-haskell

虽然我不知道它会有多友好。请注意，GHC 8.0中的依赖类型有所改进，但我没有该领域的经验。如果你不想让它变得麻烦，我会确保你习惯使用模板Haskell。

Answer 4

您无需调用Maybe类型来利用'智能构造函数'。如果您愿意，可以接受(min,max)或(max,min)形式的构造函数，并仍然创建一个data类型，正确解释哪个是哪个。

例如，你可以制作一个小模块：

module RangeMinMax (
               Range,
               makeRange
              )
where

data Range = Range (Integer,Integer)
  deriving Show
makeRange a b = Range (min a b, max a b)

现在，当您使用Range创建makeRange时，将自动排列2元组，使其形式为(min,max)。请注意，Range的构造函数未导出，因此模块的用户无法创建无效的Range - 您只需确保在此模块中创建有效的。{ / p>

将数字限制在一个范围内（Haskell）

4 个答案: