Question

我正在写一个用于加减数字的计算器。我在这里有两个抽象，一个Expr，它被建模为一棵树，另一个类型类是Operand，它包含了树的左右节点。操作数具有函数combine，该函数将函数应用于左右节点：

module Data.Calculator where

class Operand a where
    combine :: a -> a

data Operator = Plus | Minus
data Expr = Node Operator Operand Operand | Value Integer

instance Operand Expr where
    combine (Node op left right) =
        case op of 
            Plus -> (combine left) + (combine right)
            Minus -> (combine left) - (combine right)
    combine (Value a) = (Value a)

instance Num Expr where
    (+) (Value left) (Value right) = Value (left + right)
    (*) (Value left) (Value right) = Value (left * right)
    abs (Value a) = Value (abs a)
    fromInteger i = Value i
    negate (Value a) = Value (negate a)

当我尝试编译它时，我得到了错误

calculator/src/Data/Calculator.hs:7:35: error:

    • Expecting one more argument to ‘Operand’
      Expected a type, but ‘Operand’ has kind ‘* -> Constraint’
    • In the type ‘Operand’
      In the definition of data constructor ‘Node’
      In the data declaration for ‘Expr’
  |
  | data Expr = Node Operator Operand Operand | Value Integer

这是什么意思？我知道无需将Operand定义为类型类即可解决此问题，但是我想使用Operand类型类，因为这是我现在正在学习的主题。我在做什么错了？

Answer 1

在您的代码中Operand不是类型，而是类型的 class 。不能有类型Operand的值，因为它不是数据类型。因此，不能将其用作Expr定义的一部分。

隐含符号* -> Constraint表示，如果将标识符Operand应用于类型（表示为*），则会给您Constraint。编译器说，它希望在该上下文中使用一种类型（例如Int或String或Maybe Float等），但是您给了它Operand，其类型为{ {1}}。

从您的代码中，我猜测您实际上打算做什么，以构造* -> Constraint的方式，使其可以包含 any 类型的值，只要这些类型有一个Expr的实例。这是正确的假设吗？

如果是这样，那么执行此操作的方法是将这些值包装为存在的类型：

Operand

与GADT表示法相同：

data SomeOperand = forall a. Operand a => SomeOperand a

这些表示法从字面上说类型data SomeOperand where SomeOperand :: forall a. Operand a => a -> SomeOperand仅包装一个值SomeOperand，该值必须具有a的实例。

现在您可以在Operand的定义中使用SomeOperand：

Expr

现在，在data Expr = Node Operator SomeOperand SomeOperand | Value Integer上进行匹配时，您将获得一个具有Expr实例的值，因此可以将Operand应用于它：

combine

请注意，除了将这些操作数转换为相同类型的其他值之外，您实际上无法做任何事情，这又使您无处可去。为了使它以任何方式有用，类f :: Expr -> Expr f (Node op (SomeOperand a) (SomeOperand b)) = Expr op (combine a) (combine b) f (Value i) = Value i必须具有一些转换为类型本身以外的东西的方法，例如：

Operand

现在我可以使用class Operand a where combine :: a -> a showOperand :: a -> String来达到有用的目的：

showOperand

应为类型，但类型为“ *->约束”

1 个答案: