为什么接受递归模式同义词？

Question

这个问题（从 5 年前开始）问'Why are all recursive pattern synonyms rejected?'，它的例子仍然被拒绝。用户指南说"Pattern synonyms cannot be defined recursively."

我有一个被接受的递归模式同义词 (GHC 8.10.2)。我可以调用它，它会循环 - 不足为奇。那么为什么它会编译呢？/这样的东西有合理的用例吗？

代码基于2016 paper 的第 2.3 节“多态模式同义词”中的示例。

data JoinList a = JNil | Unit a | JoinList a `JoinTree` JoinList a    deriving (Eq, Read, Show)

我正在尝试定义模式同义词Nil。显然JNil 是匹配的。还有JNil ``JoinTree`` JNil，以及JoinTree 的任意嵌套，只要所有叶子都是JNil。

pattern Nil :: JoinList a
pattern Nil <- JNil
  where Nil = Nil `JoinTree` Nil      -- huh?

wot = Nil `JoinTree` Nil              -- these all compile
wotwot Nil = ()
wotwotwot = wotwot Nil
wotwotwotwot = wotwot wot

尝试调用wot 循环，不足为奇。尝试致电wotwotwot 抱怨Non-exhaustive patterns in function wotwot。

完全披露：我正在玩的/我知道这不起作用[另见下文]是：

pattern Nil = JNil                     -- base case matcher, and builder
  where Nil <- Nil `JoinTree` Nil      -- recursion on the matcher, not the builder
                                       -- but can't put `<-` equations after where

以下拒绝Recursive pattern synonym definition——这是我所期望的

pattern NilRec <- NilRec `JoinTree` NilRec 
  where NilRec = JNil    

无论如何这都行不通：它需要首先匹配NilRec = JNil 作为基本情况。

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要回答@Noughtmare 的 q“你会如何建议......”对他的回答的评论，我想写上面的 decl '我在玩什么'（是的，我知道这是目前非法的语法）；并将其脱糖到具有 两个 案例的匹配器中，依次尝试：

case arg of
  { JNil -> ...
  ; Nil `JoinTree` Nil -> ...
  }

请注意，每种情况都有一个来自JoinList 类型的数据构造函数。因此，Nil 的递归使用受到保护/中介，就像通过 ViewPattern 的任何方法一样。 （这是 q 5 年前的问题。）换一种说法：我认为编译器可以从 pattern ... = ... where ... <- ... 生成 ViewPattern。

Answer 1

只有匹配器不能递归，因为这可能导致无限模式匹配（无限大的程序）。 case x of Nil -> y 的脱糖将是：

  case x of
    JNil -> y
    JoinTree x2 x3 -> case x2 of
      JNil -> case x3 of
        JNil -> y
      JoinTree x4 x5 -> case x4 of
        ...

无限进行。

有一个递归构建器很好，因为它们可以包含任意函数。这可能是一个更简单的示例，它显示了这一点而不会混淆构造函数：

pattern Foo <- ()
  where Foo = let loop = loop in loop

您可以使用ViewPatterns 允许模式中的任意函数：

normJoinList (JoinTree (normJoinList -> JNil) (normJoinList -> JNil)) = JNil
normJoinList x = x

pattern Nil <- (normJoinList -> JNil)
  where Nil = JNil

我认为这就是你想要的：

> case Nil `JoinTree` Nil of Nil -> True; _ -> False
True