如何在 Haskell 中创建不同类型的对象列表？

Question

我有这两种 Haskell 数据类型：

data Code 
    = Code_A | Code_B | Code C
    deriving (Eq,Show)

data ListObject = Code | Int

我需要创建一个包含ListObjects 的列表。那是整数值和代码([1,2, Code_A, 3])。我知道这应该是可能的，但我只是想不出它的语法。 Haskell 可以做一些简洁的事情，但它的语法很烂。一些帮助将不胜感激。

Answer 1

怎么样：

data Code 
     = Code_A | Code_B | Code_C
     deriving (Eq,Show)

data ListObject = ListCode Code | Value Int

objects :: [ListObject]
objects = [ListCode Code_A, Value 0]

应该可以的。

Answer 2

您定义ListObject 的方式恰好有两个ListObject 类型的值：Code 和Value。这有点类似于 C 语言中的enum ListObject {Code, Int}。 ListObject 类型的构造函数 Code 实际上与 Code 类型没有任何关系（Int 也是如此）。

因此，按照您定义的方式，ListObjects 的列表将如下所示：[Int, Code, Code, Int]。当然这不是很有用。

您可能想要做的是这样的事情：data ListObject = CodeObject Code | IntObject Int，它表示“ListObject 要么是包含 Int 的 IntObject，要么是包含 Code 的 CodeObject”。

根据该定义，您的列表可能类似于[IntObject 42, Code Code_A, IntObject 23]。

Answer 3

当然需要一些术语。在您的代码中，标记 Code 和 ListObject 都是“数据类型”并且在一个命名空间中。

第二个概念是“构造函数”，用于构造数据类型的特定实例的命令。构造函数位于单独的名称空间中 - 在您的代码中，这些标记包括 Code_A、Code_B、Code_C 和 Code、Int。

这就是你的困惑。你认为你说过你想要一个名为ListObject 的数据类型，它包含Code 或Int 的数据类型。相反，您使用两个 Null（零内容）构造函数定义了 ListObject，分别称为 Code 和 Int。

现在我们得到解决方案，罗伯特在他的回答中跳到了这个问题上：

data ListObject = CodeObject Code | IntObject Int

注意语法：

data [DataTypeName] = [ConstructorName] [Component Data Type 1] | ...

用英文计算上面的代码，我们有一个数据类型ListObject 有两个构造函数（CodeObject 和IntObject），每个构造函数都有一个数据类型（分别为Code 和Int）来创建ListObject 类型的实例。

如果你明白了就到此为止！有些人在使用构造函数的函数类型签名时会更容易（而有些人则更难）。上面的ListObject 使用这样的符号看起来像：

data ListObject where
        CodeObject :: Code -> ListObject
        IntObject  :: Int -> ListObject

这清楚地表明CodeObject 是某种接受Code 并返回ListObject 的函数。与IntObject类似的故事

Answer 4

Example: heterogeneous lists

Haskell 类型类系统背后的前提是对所有共享一个公共属性的类型进行分组。因此，如果您知道一个类型实例化了某个类C，那么您就知道该类型的某些事情。例如，Int 实例化了Eq，因此我们知道可以比较 Int 的元素是否相等。

假设我们有一组值，我们不知道它们是否都是同一类型，但我们知道它们都实例化了某个类，即我们知道所有值都有一个一定的财产。将所有这些值放入列表中可能很有用。我们通常不能这样做，因为列表在类型方面是同质的：它们只能包含一个类型。但是，存在类型允许我们通过定义“类型隐藏器”或“类型框”来放松这一要求：

示例：构造异构列表

data ShowBox = forall s. Show s => SB s

heteroList :: [ShowBox]
heteroList = [SB (), SB 5, SB True]

我们不会准确解释该数据类型定义的含义，但您的直觉应该很清楚它的含义。重要的是，我们在三个不同类型的值上调用构造函数，并将它们全部放入一个列表中，因此我们必须为每个值都使用相同的类型。本质上这是因为我们使用forall 关键字为我们的构造函数提供了SB :: forall s. Show s => s -> ShowBox 类型。如果我们现在正在编写一个打算传递heteroList 的函数，我们不能将任何函数应用到SB 中的值，因为它们可能不是Bools。但是我们确实知道一些关于每个元素的信息：它们可以通过 show 转换为字符串。事实上，这几乎是我们对它们的唯一了解。

示例：使用我们的异构列表

 instance Show ShowBox where
   show (SB s) = show s        -- (*) see the comment in the text below

 f :: [ShowBox] -> IO ()
 f xs = mapM_ print xs

 main = f heteroList

让我们进一步扩展一下。在ShowBox 的show 定义中——标有(*) 的行见下文中的注释——我们不知道s 的类型。但正如我们所提到的，由于SB 构造函数的约束，我们确实知道该类型是Show 的实例。因此，在s 上使用函数 show 是合法的，如函数定义的右侧所示。

至于f，回忆一下print的类型：

示例：涉及的函数类型

 print :: Show s => s -> IO () -- print x = putStrLn (show x)
 mapM_ :: (a -> m b) -> [a] -> m ()
 mapM_ print :: Show s => [s] -> IO ()

由于我们刚刚将 ShowBox 声明为 Show 的实例，因此我们可以打印列表中的值。

将其应用于您的情况，您会得到

{-# LANGUAGE ExistentialQuantification #-}

data ShowBox = forall a. Show a => SB a

instance Show ShowBox where
  show (SB s) = show s

data Code = Code_A | Code_B | Code_C
  deriving (Eq,Show)

l :: [ShowBox]
l = [SB Code_A, SB 3, SB Code_C, SB 0, SB "but..."]

f = mapM_ print l

输出：

ghci> f
代码_A
3
代码_C
0
“但是……”

其他答案显示了您可能想要的方法，但这是为了完整性并提供思考的食物。正如SB "but..." 位所暗示的那样，ShowBox 更宽松。

向我们提供有关您正在解决的问题的更多信息，我们可以针对您的具体情况为您提供更多有用的建议。