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在 Haskell 中，我想编写一个递归函数，它对于给定的数字列表会更改子列表中每个元素的符号：

list = [[1, 3, 6.7, 7.0], [], [1, 8.22, 9, 0]]

multiply (x:xs) = [n * (-1) | n <- x] : multiply xs

但我收到一个错误：

[[-1.0,-3.0,-6.7,-7.0],[],[-1.0,-8.22,-9.0,-0.0]
*** Exception: learning.hs:26:1-48: 
    Non-exhaustive patterns in function multiply

谁能告诉我，如何处理空子列表的异常？

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实际上问题不是空的子列表：

ghci> multiply [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]
[[-1,-2,-3],[-4,-5,-6]*** Exception: <interactive>:2:1-50: Non-exhaustive patterns in function multiply

您使用 处理子列表[n * (-1) | n <-x]，列表推导在空列表上工作正常；这个将找不到要乘以的元素-1，因此会产生一个空列表。您可以在引用的输出中看到空列表；之后它甚至会继续产生更多的输出，这很确定它在处理空子列表时没有抛出异常。

所以有什么问题？好吧，让我们看看错误消息实际上说的是什么：Non-exhaustive patterns in function multiply. 这意味着函数中的某处代码multiply正在执行模式匹配，而被匹配的值实际上并不适合您提供的任何模式。好吧，在你的整个函数中只有一个地方可以进行任何模式匹配，那就是multiply (x: xs), 所以这一定是问题所在！

现在列表总是空列表[]或表单item : rest_of_list（其中:是列表数据类型的另一个构造函数）。你只:为表单提供了一个模式，所以multiply如果你将它应用到一个空列表肯定会抛出一个错误。这立即向我们展示了问题，即使没有将其与您的案例中实际发生的情况联系起来（我稍后会做）。

如何解决？您需要说明multiply []应该产生什么结果。通常，当您编写列表的递归函数时，您希望从这种形式开始：

func [] = _
func (x : xs) = _

然后填空。有时，有其他情况会很方便，[x]或者[x, y]如果您需要专门处理具有 1 个或 2 个元素的列表。只有极少数情况下您才应该忽略 的情况[]，因为如果您这样做，您的函数肯定会抛出您在某些调用的问题中看到的异常。

在这种情况下，multiply只需将其 list-of-list 参数的所有子列表中的所有值取反，因此很容易看出它应该对空的子列表执行什么操作：只需返回一个空列表。所以我们会有：

multiply [] = []
multiply (x: xs) = [n * (-1) | n <-x]: multiply xs

（如果您将它输入到 GHCi 而不是文件中，则需要使用多行模式来输入它； enter:{启动多行模式，然后输入定义的所有行，然后 enter:}给出所有你的代码行一次到编译器）

现在，还有一个更明显的问题。你没有打电话multiply []，你打电话multiply [[1,3,6.7,7.0],[],[1,8.22,9,0]]。那么为什么它抱怨参数与空列表的模式不匹配呢？原始调用没有，但是每次您调用原始调用时，它都会multiply在较小的列表中调用自己！

它与[ [1,3,6.7,7.0], [], [1,8.22,9,0] ]模式匹配x : xs，结果为x = [1,3,6.7,7.0]and xs = [ [], [1,8.22,9,0] ]。然后它调用multiply xs.

因此，在第二次调用中，我们将匹配[ [], [1,8.22,9,0] ]pattern x : xs。在本次评测中，x = []和xs = [ [1,8.22,9,0] ]。我们multiply xs再次调用这个版本的xs.

现在在第三次调用中，我们匹配[ [1,8.22,9,0] ]pattern x : xs。为了成功，我们必须同时找到 x和xs。单个元素列表的尾部是空列表，所以x = [1,8.22,9,0]but xs = []。然后我们multply xs再次调用这个版本的xs，这就是问题所在。现在我们尝试匹配[]该模式x : xs，但我们不能，但也没有其他模式可以尝试，所以我们只得到Non-exhaustive patterns in function multiply.

于 2021-09-06T22:53:41.933 回答
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您在处理递归步骤方面做得非常出色。但与任何编程语言一样，我们还需要一个基本案例来终止递归。具体来说，您需要为[]. 如果给定了[]，你希望你的函数返回[]，因为没有更多的工作要做。考虑

multiply :: Num a => [[a]] -> [[a]]
multiply [] = []
multiply (x : xs) = [n * (-1) | n <- x] : multiply xs

底线正是您已经编写的内容。您需要第二行来处理[]输入。第一行是类型签名，虽然不是严格要求，但在 Haskell 中是很好的设计，如果出现问题，会产生更好的错误消息。

于 2021-09-06T22:24:38.040 回答
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您在列表的尾部进行递归，这意味着最终您将multiply xs使用xs空列表进行调用，并且由于您没有为空列表指定大小写，它将引发错误。

如果我们因此使用列表运行代码，[1,4]我们将调用 with multiply [1,4]，这将进行递归调用multiply [4]，然后将进行递归调用[]，然后它找不到与空列表匹配的模式，因此出现错误. 因此，这意味着您的函数缺少基本情况。我们可以将其实现为：

multiply :: Num a => [[a]] -> [[a]]
multiply [] = []
multiply (x: xs) = [n * (-1) | n <-x] : multiply xs

然而，我们不需要使用递归，实际上我们可以使用map :: (a -> b) -> [a] -> [b]and来实现negate :: Num a => a -> a：

multiply :: Num a => [[a]] -> [[a]]
multiply = map (map negate)

或者我们甚至可以将其进一步推广到任何Functor：

multiply :: (Foldable f, Foldable g, Num a) => f (g a) -> f (g a)
multiply = fmap (fmap negate)
于 2021-09-07T06:43:56.420 回答
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您可以将 map 与包装相同列表理解的 lambda 函数一起使用：

Prelude> list=[[1,3,6.7,7.0],[],[1,8.22,9,0]]
Prelude> map (\x -> [n * (-1) | n <-x]) list
[[-1.0,-3.0,-6.7,-7.0],[],[-1.0,-8.22,-9.0,-0.0]]
于 2021-09-06T23:28:19.107 回答