如何对 Haskell 中的数据强制执行运行时条件？答案

【问题标题】：How do I enforce run-time conditions on data in Haskell?如何对 Haskell 中的数据强制执行运行时条件？
【发布时间】：2018-12-10 23:51:06
【问题描述】：

我想定义一个函数f [Int] -> Int，其中f 等于列表中元素的总和，如果列表的长度是一个完美的正方形，否则是未定义的。在 Haskell 中执行此操作的惯用方式是什么？

在命令式语言中，我会在assert sqrt(len(xs)) is integer 的效果上添加一行，以便为未定义的情况生成异常。在像 Haskell 这样的强类型函数式语言中，您希望在类型系统中构建未定义的条件，但是这里不能这样做，因为没有“长度完美平方列表”类型。

我宁愿让程序在未定义的情况下因错误而停止，而不是让函数返回Nothing。

【问题讨论】：

还要小心你如何进行实际测试。进行某种按位测试（例如 popcount n == 1 或其他东西）可能是最快且最明显正确的......我想谷歌它

标签： haskell functional-programming

【解决方案1】：

如果您想正式一点，这可能是一个使用smart constructor 的好机会。

module PSqList
    ( PSqList   -- constructor *not* exported
    , fromList
    )
where

newtype PSqList a = PSqList [a]
    deriving (Functor, Foldable)

fromList :: [a] -> Maybe (PSqList a)
fromList xs
    | isPerfectSquare (length xs) = Just (PSqList xs)
    | otherwise = Nothing

那么当你使用PSqList模块时，你只能构造一个具有完美正方形长度的PSqLists。

使用整个模块来做这样的事情感觉有点奇怪；也许你想要一个更通用的不变跟踪系统。这是一个像 Agda 这样的依赖类型语言的域，但在 Haskell 中有一个可爱的中点可用，如函数珍珠 Ghosts of Departed Proofs 所示。

【讨论】：

【解决方案2】：

我宁愿让程序在未定义的情况下因错误而停止，而不是让函数返回 Nothing。

执行此操作的标准和惯用方式当然是返回 Maybe Int，而不是按照您说的去做。

如果你问如何从纯代码中引发错误，你可以这样做

f ... = error "oops it wasn't a perfect square"

另一种可能是您输入的[Int] 类型不正确。也许您想要的是一个保证为两个长度的幂的列表。在这种情况下，您可以创建一个智能构造函数（该函数是生成PowerOfTwoList a 的唯一方法，并且会进行验证）。您还可以使用某种长度索引向量，其中类型级别 natural 是 2 的幂（即列表的长度在类型中表示，并且通过构造也是正确的）

【讨论】：