Haskell中函数的理论定义是什么

时间:2018-07-02 02:39:09

标签: haskell logic category-theory set-theory

我希望从基础的角度来看Haskell中所谓的函数。

从类别上看,有些事物具有联想功能,具有身份功能,从理论上讲就足够了。

但是每个人都试图说服我,这不是定义函数的方式。一个函数被定义为(它们说)满足两个条件(域和codoman)的一组元素对。意味着一个功能仅仅是一个集合。无法在非集合上定义函数。

如果将这种方法应用于Haskell,我看到的是Hask类别只是Sets的子类别,在我看来,这很奇怪。

我宁愿将功能的概念扩展到适用于Haskell中的功能。

Here在此问题的评论中被切切触及,但不是很深。我想听到一个明确的声明,例如“但实际上它们都是集合”,或“不,我们与集合论无关”。

有什么想法吗?注意事项?

1 个答案:

答案 0 :(得分:8)

这是一个非常复杂的主题。为了使其简单易管理,我们经常偷工减料,经常“撒谎”。

与所有编程语言一样,

Haskell具有自己的语法和评估规则(操作语义)。但是,仅从操作角度考虑编程语言会非常有限且麻烦。当我们调用factorial函数时,我们并不关心它的实现方式,也不关心它提供结果所需的确切评估步骤数。

为克服这种<符号>名词化语义,提出了在某些“数学”模型中逐段解释语法的方法。许多不同的程序(句法表达式)可能映射到相同的解释(“语义”)。

据我所知,整个Haskell语言的代名词语义从未定义。但是,存在Haskell片段的模型。这些模型通常是类别。

以下是一些示例。

如果我们(非常!)将Haskell限制为一个终止的,简单类型的核,那么我们所需要的只是一个(双)笛卡尔封闭类别,以及集合的类别及其产品,副产品和指数就足够了。 / p>

但是,Haskell不会终止,并且具有一般递归,因此我们需要固定点。通常,这可以通过移至完全不完整订单的类别(通常是omega-CPO或DCPO之间的一个)来解决。

然后,我们需要类型级的不动点,因此我们需要考虑具有初始F代数的类别(至少对于行为良好的函子F而言)。这使事情变得更加复杂。

我们还没有添加多态性!这是特别棘手的,因为雷诺兹(Reynolds)证明了不能用集合天真地建模多态性(“主要的参考文献不是基于集合的多态性”)。因此,我们现在有了PER模型和Coherent模型(均为类别),作为为多态性提供语义的一些尝试。

然后我们需要类型类,GADT,更高的等级,更高的种类...

实际上,我们不需要这种级别的复杂性。编程时,我们通常处理有限的功能,因此我们对自己“撒谎”,并经常假装一切工作都像一个集合,或者足够接近。然后,如果确实需要,我们可以增加复杂性。