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我正在创建一个惰性的、功能性的DSL，它允许用户使用方法定义非可变结构（类似于 OO 语言中的类，但它们不是可变的）。我将这种语言的代码编译为 Haskell 代码。

最近我遇到了这个工作流程的问题。我不想强迫用户编写显式类型，所以我想大量使用 Haskell 的类型推断器。当我翻译一个函数时会出现问题，该函数多次调用“对象”的多态方法，每次传递不同的参数类型，如下所示：

（伪代码）：

class X {
   def method1(a, b) {
       (a, b) // return
   }
}
def f(x) {
   print (x.method1(1,2))              // call method1 using Ints
   print (x.method1("hello", "world")) // call method1 using Strings
}

def main() {
   x = X() // constructor
   f(x)
}

  1. 生成我提供的 OO 伪代码的“等效”Haskell 代码的最佳方法是什么？我想：

    • 能够将具有方法（可以具有默认参数）的非可变类转换为 Haskell 的代码。（保持懒惰，所以我不想使用丑陋IORefs和模仿可变数据结构）
    • 不要强迫用户显式地编写任何类型，所以我可以使用所有可用的 Haskell 机制来允许自动类型推断——比如使用Template Haskell为给定的方法（等）自动生成类型类实例。
    • 能够使用我的编译器生成这样的代码，而无需实现我自己的类型推断器（或者如果没有其他解决方案，则使用我自己的类型推断器）
    • 生成快速二进制文件的结果代码（在编译时进行很好的优化）。

  2. 如果下面提议的工作流程是最好的工作流程，我们如何修复提议的 Haskell 代码，以使两者f con_X都能f con_Y工作？（见下文）

目前工作状态

伪代码可以很容易地翻译成下面的 Haskell 代码（它是手写的，不是生成的，更容易阅读）：

{-# LANGUAGE MultiParamTypeClasses #-}
{-# LANGUAGE FlexibleInstances #-}

-- class and its constructor definition
data X a = X { _methodx1 :: a } deriving(Show)
con_X = X { _methodx1 = (\a b -> (a,b)) }

-- There can be other classes with "method1"
class F_method1 cls sig where
  method1 :: cls sig -> sig

instance F_method1 X a where
  method1 = _methodx1

f x = do
  print $ (method1 x) (1::Int) (2::Int)
  print $ (method1 x) ("Hello ") ("World")

main = do
  let x = con_X
  f x

上面的代码不起作用，因为 Haskell 无法推断rank高于 1的隐式类型，例如f. 在#haskell irc上讨论了一下，找到了部分解决方案，即我们可以翻译如下伪代码：

class X {
   def method1(a, b) {
       (a, b) // return
   }
}

class Y {
   def method1(a, b) {
       a // return
   }
}

def f(x) {
   print(x.method1(1, 2))
   print(x.method1("hello", "world"))
}

def main() {
   x = X()
   y = Y()
   f(x)
   f(y)
}

到 Haskell 代码：

{-# LANGUAGE MultiParamTypeClasses #-}
{-# LANGUAGE FlexibleInstances #-}
{-# LANGUAGE FunctionalDependencies #-}
{-# LANGUAGE RankNTypes #-}
{-# LANGUAGE FlexibleContexts #-}


data Y a = Y { _methody1 :: a } deriving(Show)
data X a = X { _methodx1 :: a } deriving(Show)

con_X = X { _methodx1 = (\a b -> (a,b)) }
con_Y = Y { _methody1 = (\a b -> a) }

class F_method1 cls sig where
  method1 :: cls sig -> sig

instance F_method1 X a where
  method1 = _methodx1

instance F_method1 Y a where
  method1 = _methody1

f :: (F_method1 m (Int -> Int -> (Int, Int)),
      F_method1 m (String -> String -> (String, String)))
      => (forall a. (Show a, F_method1 m (a -> a -> (a,a))) => m (a -> a -> (a, a))) -> IO ()
f x = do
  print $ (method1 x) (1::Int) (2::Int)
  print $ (method1 x) ("Hello ") ("World")

main = do
  f con_X
  -- f con_Y

这段代码确实有效，但仅适用于数据类型X（因为它已经硬编码了method1in 签名的返回类型f。该行f con_Y不起作用。此外，有没有办法自动生成的签名f或者我必须编写自己的类型推论者？

更新

Crazy FIZRUK 提供的解决方案确实适用于这种特定情况，但是使用existential data types, 比如data Printable = forall a. Show a => Printable a强制所有具有特定名称的方法（即“method1”）在所有可能的类中具有相同的结果类型，这不是我想要实现的.

下面的例子清楚地表明了我的意思：

（伪代码）：

class X {
   def method1(a, b) {
       (a, b) // return
   }
}

class Y {
   def method1(a, b) {
       a // return
   }
}

def f(x) {
   print(x.method1(1, 2))
   x.method1("hello", "world") // return
}

def main() {
   x = X()
   y = Y()
   print (f(x).fst())    // fst returns first tuple emenet and is not defined for string
   print (f(y).length()) // length returns length of String and is not defined for tuples
}

是否可以将此类代码转换为 Haskell，允许f根据其参数的类型返回特定类型的结果？

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1 回答 1

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解决方案

好的，这就是您可以模仿所需行为的方式。您将需要两个扩展名，即RankNTypes和ExistentialQuantification。

首先，将 rank-2 类型放入X和Y。因为它是类方法的属性（我这里指的是OO类）：

data X = X { _X'method :: forall a b. a -> b -> (a, b) }
data Y = Y { _Y'method :: forall a b. a -> b -> a }

接下来，您需要指定哪些属性具有“方法”的返回类型。这是因为在调用method时f你不知道你正在使用的类的实现。您可以使用类型类约束返回类型，或者可能使用Data.Dynamic（我不确定最后一个）。我将演示第一个变体。

我将约束包装在一个存在类型中Printable：

data Printable = forall a. Show a => Printable a

instance Show Printable where
    show (Printable x) = show x

现在我们可以定义我们将在类型签名中使用的所需接口f：

class MyInterface c where
    method :: forall a b. (Show a, Show b) => (a, b) -> c -> Printable

重要的是接口也是多态的。我将参数放在一个元组中以模仿通常的 OOP 语法（见下文）。

X和的实例Y很简单：

instance MyInterface X where
    method args x = Printable . uncurry (_X'method x) $ args

instance MyInterface Y where
    method args y = Printable . uncurry (_Y'method y) $ args

现在f可以简单地写成：

f :: MyInterface c => c -> IO ()
f obj = do
    print $ obj & method(1, 2)
    print $ obj & method("Hello, ", "there")

现在我们可以创建一些面向对象类的对象，X并且Y：

objX :: X
objX = X $ λa b -> (a, b)

objY :: Y
objY = Y $ λa b -> a

和运行的东西！

main :: IO ()
main = do
    f objX
    f objY

利润！

方便语法的辅助函数：

(&) :: a -> (a -> b) -> b
x & f = f x
于 2013-10-21T20:30:58.250 回答