Haskell 中的 [] （列表构造函数）是什么？答案

【问题标题】：What is [] (list constructor) in Haskell?Haskell 中的 [] （列表构造函数）是什么？
【发布时间】：2011-01-17 05:40:21
【问题描述】：

我在理解函子时遇到问题，特别是 LYAH 中的具体类型是什么。我相信这是因为我不明白 [] 到底是什么。

fmap :: (a -> b) -> f a -> f b

[] 是类型构造函数吗？或者，它是一个值构造函数？
具有以下类型是什么意思：[] :: [a]？
是Maybe类型构造函数还是Just值构造函数？
如果它像Just，那么Just 的签名怎么会像Just :: a -> Maybe a 而不是Just :: Maybe a，换句话说，为什么[] 没有输入[] :: a -> [a]
LYAH 是这样说的，因为它适用于函子：注意我们没有在哪里编写 instance Functor [a]，因为从 fmap :: (a -> b) -> f a -> f b 中，我们看到 f 必须是一个接受一种类型的类型构造函数。 [a] 已经是一个具体类型（其中包含任何类型的列表），而[] 是一个类型构造函数，它采用一种类型并可以生成诸如[Int]、[String] 甚至[[String]] 之类的类型。虽然[] 的类型暗示它就像[a] 的文字，但我很困惑，LYAH 想要达到什么目的？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

它在语法上被重载为类型构造函数和值构造函数。
这意味着（值构造函数）[] 的类型对于所有类型a，它是a 的列表（写作[a]）。这是因为每种类型都有一个空列表。
值构造函数[] 没有键入a -> [a]，因为空列表没有元素，因此不需要a 来创建a 的空列表。请与Nothing :: Maybe a 进行比较。
LYAH 谈论的是类型构造函数 [] 与类型 * -> *，而不是值构造函数 [] 与类型 [a]。

【讨论】：

【解决方案2】：

【讨论】：

我真的喜欢 4 中的措辞。我认为结合了您对 4 的回答和 Doug 对 3 的回答，我才明白了这一点！所以Nothing :: Maybe a 和[] :: [a] 是空构造函数。 [a] 也是 Maybe a 的类似物，因为两者都是值的值构造函数（与 Nothing 离散）。结论，我被[] 弄糊涂了，因为[] 本质上将列表的数据构造函数与数组的Nothing 的数据构造函数重叠，而Maybe a 有两个独立的构造函数。我说的对吗？

【解决方案3】：

只是为了让事情更明确，这个数据类型：

data List a = Cons a (List a) 
            | Nil

...具有与内置列表类型相同的结构，但没有（更好，但可能令人困惑）特殊语法。以下是一些对应的样子：

事实上，如果你问 ghci 关于[]，它会告诉你几乎相同的定义：

> :i []
data [] a = [] | a : [a]           -- Defined in GHC.Types

但是您不能自己编写这样的定义，因为列表语法及其“后缀”类型构造函数是一种特殊情况，在语言规范中定义。

【讨论】：

你能解释一下最后一部分a:[a]而不是a:[]是空列表[]键入[a]，定义data [] = [] | a : [a]的第一部分，让我去相信是[]。 []，是否也满足[a]的要求？
我不确定你在问什么。在a:[a] 中，: 定义数据构造函数（如Cons），[a] 指定构造函数的参数类型（如List a）。在定义的第一部分，[] 是一个没有参数的数据构造函数，如Nil。这两个部分都产生[a] 类型的值，因为这正是定义的内容！
也许让你感到困惑的是数据构造函数不必将代表所有（或任何）参数的参数传递给类型构造函数?在data Either a b = Left a | Right b 中，数据构造函数Left a 仍会创建Either a b 类型的值，即使没有b。 Nothing 和 [] 也是如此。你甚至可以有类似data NoValue a b c d e f = Lonely 的东西。即使它没有任何值，Lonely 仍然被所有这些类型参数的幽灵所困扰，使其与任何具有不同类型的 Lonelys 不同。

【解决方案4】：

类型被描述为（在 GHCI 会话中）：

$ ghci
Prelude> :info []
data [] a = [] | a : [a] -- Defined

我们也可以认为它被定义为：

data List a = Nil
            | Cons a (List a)

或

data List a = EmptyList
            | ListElement a (List a)

类型构造函数

[a]是多态数据类型，也可以像上面写成[] a。这可能被认为是List a

在这种情况下，[] 是一个类型构造函数，它接受一个类型参数a 并返回类型[] a，也允许写为[a]。

一个函数的类型可以写成：

sum :: (Num a) => [a] -> a

数据构造器

[] 是一个数据构造函数，它本质上意味着“空列表”。此数据构造函数不接受任何值参数。

还有另一个数据构造函数:，它将一个元素添加到另一个列表的前面。此数据构造函数的签名是 a : [a] - 它接受一个元素和另一个元素列表，并返回一个结果元素列表。

[] 表示法也可以用作构造列表的简写。通常我们会构造一个列表：

myNums = 3 : 2 : 4 : 7 : 12 : 8 : []

解释为

myNums = 3 : (2 : (4 : (7 : (12 : (8 : [])))))

但 Haskell 也允许我们使用简写

myNums = [ 3, 2, 4, 7, 12, 8 ]

含义相同，但外观稍好，符号。

二义性案例

有一个常见的模棱两可的情况：[a]。根据上下文，此表示法可以表示“a 的列表”或“只有一个元素的列表，即 a”。第一个含义是 [a] 出现在 type 中时的预期含义，而第二个含义是 [a] 出现在 value 中时的预期含义。

【讨论】：