haskell中列表的出队功能

Question

所以我有以下代码：

module Queue where

class Queue t 
  where
    enqueue :: t a -> a -> t a
    dequeue :: t a -> Maybe (t a, a)    

--和：

module DataQueue where

import Queue
data DQueue a = Empty | Enqueue a (DQueue a)
    deriving (Eq, Show, Read)

instance Queue DQueue
  where
    enqueue (Empty) s = Enqueue s (Empty)
    enqueue (Enqueue v ss) s = Enqueue s (Enqueue v ss)

    dequeue Empty = Nothing
    dequeue (Enqueue a (ss)) = Just(ss)

我将一个元素添加到列表（入队）中，效果很好。我还使用 dequeue 函数删除了列表中的一个元素。不知何故，我的 dequeue 函数的最后一行出现错误。它说：

“无法将预期类型 (DQueue a, a) 与实际类型 DQueue a 匹配”

我真的不明白如何解决这个问题。

Answer 1

根据您的Queue 类，您的dequeue 函数必须在删除元素后返回队列。它可能应该被定义为

dequeue Empty = Nothing
dequeue (Enqueue a Empty) = Just (Empty, a)
dequeue (Enqueue a (ss)) = do
  (next, v) <- dequeue ss
  return (Enqueue a next, v)

此定义假定您在列表的开头将事物排队并从末尾将它们出队。

第三个 dequeue 匹配递归调用 dequeue 走到列表的末尾，在那里它获取列表值（参见第二个 dequeue 匹配），然后它再次构建 Enqueue 列表除了最后一个元素。

上面的例子利用了Maybe monad 和do 语法。如果这样更有意义的话，它可以表达如下：

dequeue (Enqueue a ss) =
  case dequeue ss of
    Just (next, v) -> Just (Enqueue a next, v)
    Nothing -> Nothing

Answer 2

查看出队的类型签名：

dequeue :: t a -> Maybe (t a, a)

...并将其与您在该行中实际返回的内容进行比较：

dequeue (Enqueue a (ss)) = Just(ss)

类型不匹配。现在可以修吗？

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演练

dequeue 的类型是t a -> Maybe (t a, a)，这意味着它接受一个t a 类型的参数，并且应该返回一个Maybe (t a, a) 类型的值。

分解该类型，我们从最外面的“事物”开始：Maybe（“事物”被称为类型构造函数）。所以无论我们返回什么都必须是Nothing 或Just <some value>。 进入Just 的是“在Maybe 内部”的内容，在本例中是(t a, a) 类型的值，它是t a 和a 的元组（对）。

现在看看你的代码是怎么说的：

dequeue (Enqueue a (ss)) = Just(ss)

返回值Just(ss)可以写成Just ss。让我们确定ss 的类型。由于我们定义：

data DQueue a = Empty | Enqueue a (DQueue a)
                                  ^^^^^^^^^^ <-- ss is of this type

ss 的类型因此为DQueue a。所以Just ss的类型是：Maybe (DQueue a)。

现在，我们需要返回Maybe (t a, a)。在我们的Queue 类实例中，t 是DQueue，因此返回的类型更具体为：Maybe (DQueue a, a)，但我们目前有Maybe (DQueue a)（记住ss 是DQueue a，所以Just ss 是 Maybe (DQueue a))。

所以为了解决这个问题，我们应该返回Just (some pair)，而不是Just ss。这对取决于我们希望dequeue 的行为方式。如果它就像一个弹出最后一个入队结果的堆栈，它可以是Just (ss, a)。否则，请参阅讨论如何实现它的其他答案。