为什么haskell没有异构列表答案

【问题标题】：why doesn't haskell have heterogeneous lists为什么haskell没有异构列表
【发布时间】：2011-06-03 20:24:30
【问题描述】：

我不明白为什么我不能在 haskell 中构建一个看起来像 [1,"1",1.1] 的列表。我不认为静态类型会妨碍我，因为我认为 head 现在会有一个定义错误的类型，但后来我想到了，运行时系统没有理由不实例化不同的版本的head 每当一个列表被输入到它，所以head [1,"1",1.1] 将被输入为List->Int 和head (tail [1,"1",1.1]) 将被输入为List->String。既然运行时已经做了很多记账，为什么它不提供各种前奏函数的更高级的多态（或者它是通用的）版本？我在这里错过了什么？

【问题讨论】：

@davidk01: 告诉我列表变量的第四个元素的类型...换句话说，一个作为函数参数的列表？就此而言，在编译时告诉我它是否有第 4 个元素！如果列表或索引是变量，则在编译时无法知道类型。
davidk01：这就是问题所在——编译器不知道具体数字。如果编译器遇到[1,"1",1.1] !! n，它无法判断表达式的类型。
davidk01：你不能告诉我它的类型是你不能构建这样一个列表的原因——你回答了你自己的问题。如果您知道您的列表将始终是 Int、String 和 Float，那么您将拥有一个元组而不是一个列表。
@davidk01：仔细阅读@Antal S-Z 所说的……异常不是返回值。
@davidk01：你并不是“太愚蠢以至于无法意识到什么对你有好处”，而且我很确定无论你尝试做什么都是完全合理的。但是，我怀疑您误解了一些术语——例如“静态类型”的真正含义以及运行时与编译时知识的含义——导致尴尬的沟通障碍。 Haskell 中的类型与 Javascript 或 Ruby 中的类型不同，只是提前知道。差异更深。我也许可以澄清一些事情，但这会很长而且不能真正回答这个问题本身......

标签： list haskell types polymorphism static-polymorphism

【解决方案1】：

因为在 Haskell 中，所有类型在编译时都是已知的。没有等到运行时才能看到类型是什么。并且因为这足以在动态类型的系统中做任何你想做的事情，同时更容易启动。

【讨论】：

@davidk01：它会在运行时知道，是的，但不是在编译时。很容易看出 [1, "1.1", 1.1] 的第二个元素的类型是什么，因为您正在查看列表文字，但是如果您尝试确定作为函数参数的任意列表的第 n 个元素怎么办?
@davidk01：[1, "1.1", 1.1] 的类型是什么？除了HCons Integer (HCons String (HCons Double HNil)) 之类的东西，你不能给它一个合理的类型。这可行（HList 模块支持此类列表，并为它们提供类似的类型），但您可以看到为什么它不是默认值。这样的列表远没有你的标准[a] 灵活，而且（恕我直言）你通常需要一个元组。
@davidk01：正如@Gabe 指出的那样，你想要一个元组，而不是一个列表......如果异构列表可以是可变长度的，那么就不可能知道每个元素的类型在编译时，因为您甚至不知道它在编译时有多少元素。
@davidk01：这是一个已知长度的异构列表，你可以使用fst和snd代替head和tail就可以了：(1, ("1.1", (1.1, 'c')))
@davidk01：我认为在静态编程语言中实际上可以有异构列表，但您可能需要依赖类型。

【解决方案2】：

确实是打字阻止了这种情况。考虑一个列表的定义（注意类型参数a，您的类型中缺少该参数）：

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

在Cons a (List a) 中可以看到，列表头部的事物类型必须与它后面的元素类型相同。要回答您的问题，您并没有错过很多：正如您所说的运行时可以做到，但在 Haskell 中，您希望在编译时而不是运行时做出这些类型决定。

如果您想要异构列表，您可以在 Oleg Kiselyov 在 HList（= 异构列表）上的工作中看到一些魔法。它可能并不完全是你想要的，但它的方向大致相同。

【讨论】：

为了清楚起见，HList 的“异构列表”实际上与右嵌套的 2 元组没有什么不同。有趣的部分不是列表本身，而是 Oleg 用来构建适用于任意“列表”的通用函数的疯狂类型级元编程深度魔法。
@davidk01：以上是你真正需要知道的。在您学习的这一点上，您不需要了解 HList 或其他类型黑客。首先学习基础知识。

【解决方案3】：

您知道，实际上有一个用于异构列表的包，使用非平凡的技术，您确实应该确保在深入研究之前充分了解类型系统。由于类型系统，默认情况下您没有这个。 Haskell 中的列表不仅仅是一个列表。它是a 的列表，'a' 是 Int、String，无论你想要什么。但是，一个列表只能包含一种类型的值。

请注意，您可以使用存在量化定义满足某些约束的元素的“异构列表”，但我认为您还没有做到这一点，并且在继续之前应该专注于理解这里的其他答案。

【讨论】：

+1 表示 Haskell 列表应该是 a 的列表。

【解决方案4】：

有一种称为 HList 的异构列表类型（可在 Hackage 上获得），但请注意，您的列表内容可能有一个类型。考虑这样的事情：

history = [-12, "STATEMENT END", (-244, time January 4 2010), ...]

您的数据有一种难以出现的类型，例如：

data HistoryEntry = Withdrawal Int | StatementClosing | ScheduledPayment Int CalendarTime

history = [Withdrawal 12, StatementClosing, ScheduledPayment 244 (time January 4 2010)]

在许多情况下，您的数据具有您只需要寻找的类型。

【讨论】：

【解决方案5】：

看Heterogenous collections

{-# OPTIONS -fglasgow-exts #-}
--
-- An existential type encapsulating types that can be Shown
-- The interface to the type is held in the show method dictionary
--
-- Create your own typeclass for packing up other interfaces
--
data Showable = forall a . Show a => MkShowable a

--
-- And a nice existential builder
--
pack :: Show a => a -> Showable
pack = MkShowable

--
-- A heteoregenous list of Showable values
--
hlist :: [Showable]
hlist = [ pack 3
        , pack 'x'
        , pack pi
        , pack "string"
        , pack (Just ()) ]

--
-- The only thing we can do to Showable values is show them
--
main :: IO ()
main = print $ map f hlist
    where
        f (MkShowable a) = show a

{-

*Main> main
["3","'x'","3.141592653589793","\"string\"","Just ()"]

-}

【讨论】：

这不是 HList，它是存在类型。