什么是“n+k 模式”，为什么它们在 Haskell 2010 中被禁止？答案

【问题标题】：What are "n+k patterns" and why are they banned from Haskell 2010?什么是“n+k 模式”，为什么它们在 Haskell 2010 中被禁止？
【发布时间】：2011-04-14 11:57:07
【问题描述】：

在阅读Wikipedia's entry on Haskell 2010 时，我偶然发现了这个：

-- using only prefix notation and n+k-patterns (no longer allowed in Haskell 2010)
factorial 0 = 1
factorial (n+1) = (*) (n+1) (factorial n)

“n+k 模式”是什么意思？我想这是第二行，但我不明白它可能有什么问题。谁能解释那里有什么问题？为什么 Haskell 2010 不再允许这些 n + k 模式？

【问题讨论】：

若想了解 n+k 模式的为什么，请查看这篇出色的博文：blog.sigfpe.com/2007/07/data-and-codata.html
对于仍然想使用 n+k 模式的人（我在看着你，Erik Meijer），有-XNPlusKPatterns 或{-# LANGUAGE NPlusKPatterns #-}

标签： haskell functional-programming

【解决方案1】：

什么是 n+k 模式？看看这个：

$ ghci
GHCi, version 6.12.3: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
Loading package ghc-prim ... linking ... done.
Loading package integer-gmp ... linking ... done.
Loading package base ... linking ... done.
Loading package ffi-1.0 ... linking ... done.
Prelude> let f 0 = 0 ; f (n+5) = n
Prelude> :t f
f :: (Integral t) => t -> t
Prelude> f 0
0
Prelude> f 1
*** Exception: <interactive>:1:4-24: Non-exhaustive patterns in function f

Prelude> f 2
*** Exception: <interactive>:1:4-24: Non-exhaustive patterns in function f

Prelude> f 3
*** Exception: <interactive>:1:4-24: Non-exhaustive patterns in function f

Prelude> f 4
*** Exception: <interactive>:1:4-24: Non-exhaustive patterns in function f

Prelude> f 5
0
Prelude> f 6
1

它们基本上是模式匹配的一个非常特殊的情况，它只适用于数字并且确实......好吧，让我们保持礼貌并称其为这些数字的“意外事件”。

这里我有一个函数f，它有两个子句。第一个子句匹配 0 并且仅匹配 0。第二个子句匹配任何值为 5 或更大的 Integral 类型的值。绑定的名称（n，在本例中）的值等于您传入的数字 - 5。至于为什么它们已从 Haskell 2010 中删除，我希望您现在可以通过一点点了解原因思维。（提示：考虑“最小意外原则”以及它在此处可能适用或不适用的情况。）

编辑添加：

既然这些结构是被禁止的，一个自然而然的问题是“你用什么来代替它们？”

$ ghci
GHCi, version 6.12.3: http://www.haskell.org/ghc/  :? for help
Loading package ghc-prim ... linking ... done.
Loading package integer-gmp ... linking ... done.
Loading package base ... linking ... done.
Loading package ffi-1.0 ... linking ... done.
Prelude> let f 0 = 0 ; f n | n >= 5 = n - 5
Prelude> :t f
f :: (Num t, Ord t) => t -> t
Prelude> f 0
0
Prelude> f 1
*** Exception: <interactive>:1:4-33: Non-exhaustive patterns in function f

Prelude> f 2
*** Exception: <interactive>:1:4-33: Non-exhaustive patterns in function f

Prelude> f 3
*** Exception: <interactive>:1:4-33: Non-exhaustive patterns in function f

Prelude> f 4
*** Exception: <interactive>:1:4-33: Non-exhaustive patterns in function f

Prelude> f 5
0
Prelude> f 6
1

您会从类型语句中注意到它们并不完全相等，但使用保护是“足够相等的”。在表达式中使用 n-5 可能会变得乏味且容易出错，因为在不止一个地方使用它的任何代码。答案是使用where 子句，如下所示：

Prelude> let f 0 = 0 ; f n | n >= 5 = n' where n' = n - 5
Prelude> :t f
f :: (Num t, Ord t) => t -> t
Prelude> f 0
0
Prelude> f 5
0
Prelude> f 6
1

where 子句允许您在多个位置使用计算表达式，而不会出现输入错误的风险。在函数定义的两个不同位置编辑边框值（在本例中为 5）仍然很烦人，但我个人认为这是为提高认知理解付出的不小的代价。

进一步编辑添加：

如果您更喜欢 let 表达式而不是 where 子句，这是一种替代方法：

Prelude> let f 0 = 0 ; f n | n >= 5 = let n' = n - 5 in n'
Prelude> :t f
f :: (Num t, Ord t) => t -> t
Prelude> f 0
0
Prelude> f 5
0

就是这样。我现在真的完成了。

【讨论】：

很好的答案！我对 Haskell 很陌生，所以我的下一个问题是：为什么类型检查器允许该模式并且至少不发出警告？在这种情况下，它必须知道该代码缺少某些情况。
你可以很容易地修复类型签名：let f 0 = 0 ; f n | toInteger n >= 5 = n' where n' = n - 5.
为什么 0
你也可以把lets in模式守卫，所以你也可以写let f 0 = 0; f n | let n' = n - 5, n' >= 0 = n'

【解决方案2】：

trinithis提供的链接是正确的； n+k 模式不再包含在 Haskell 规范中。

如需更多关于一般 n+k 模式的背景信息，请在 pattern matching 上向下滚动至本页 3/5 左右，或查看简短的 post。

【讨论】：