Come funziona la derivazione in Haskell?
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28-09-2019 - |
Domanda
Algebrico Tipi di dati (ADT) in Haskell possono diventare automaticamente istanze di alcuni typeclasss (come Show
, Eq
) di derivante da loro.
data Maybe a = Nothing | Just a
deriving (Eq, Ord)
La mia domanda è: come funziona? deriving
lavoro, cioècome fa Haskell a sapere come implementare le funzioni della typeclass derivata per l'ADT derivante?
Inoltre, perché lo è deriving
limitato solo a determinate classi tipografiche?Perché non posso scrivere la mia typeclass che può essere derivata?
Soluzione
La risposta breve è: magia :-).Questo per dire che la derivazione automatica è integrata nelle specifiche Haskell e ogni compilatore può scegliere di implementarla a modo suo.C'è comunque molto lavoro su come renderlo estensibile.
Derivare è uno strumento per Haskell che ti consente di scrivere i tuoi meccanismi di derivazione.
GHC forniva un'estensione di classe di tipo derivabile chiamata Classi generiche, ma veniva usato raramente perché era un po' debole.Ora questo è stato eliminato e sono in corso i lavori per integrare un nuovo meccanismo di derivazione generico come descritto in questo documento: http://www.dreixel.net/research/pdf/gdmh.pdf
Per ulteriori informazioni, vedere:
Altri suggerimenti
Dal rapporto Haskell 98:
Le uniche classi nel Preludio per le quali sono consentite istanze derivate sono Eq, Ord, Enum, Bounded, Show e Read...
Ecco la descrizione di come derivare queste classi di tipo: http://www.haskell.org/onlinereport/derived.html#derived-appendice
È possibile utilizzare Modello Haskell per generare dichiarazioni di istanza in modo simile alle clausole-derivanti.
L'esempio seguente è spudoratamente rubato al file Wiki di Haskell:
In questo esempio utilizziamo il seguente codice Haskell
$(gen_render ''Body)
per produrre la seguente istanza:
instance TH_Render Body where render (NormalB exp) = build 'normalB exp render (GuardedB guards) = build 'guardedB guards
La funzione
gen_render
sopra è definito come segue.(Nota che questo codice deve essere in un modulo separato dall'utilizzo di cui sopra).-- Generate an intance of the class TH_Render for the type typName gen_render :: Name -> Q [Dec] gen_render typName = do (TyConI d) <- reify typName -- Get all the information on the type (type_name,_,_,constructors) <- typeInfo (return d) -- extract name and constructors i_dec <- gen_instance (mkName "TH_Render") (conT type_name) constructors -- generation function for method "render" [(mkName "render", gen_render)] return [i_dec] -- return the instance declaration -- function to generation the function body for a particular function -- and constructor where gen_render (conName, components) vars -- function name is based on constructor name = let funcName = makeName $ unCapalize $ nameBase conName -- choose the correct builder function headFunc = case vars of [] -> "func_out" otherwise -> "build" -- build 'funcName parm1 parm2 parm3 ... in appsE $ (varE $ mkName headFunc):funcName:vars -- put it all together -- equivalent to 'funcStr where funcStr CONTAINS the name to be returned makeName funcStr = (appE (varE (mkName "mkName")) (litE $ StringL funcStr))
Che utilizza le seguenti funzioni e tipi.
Innanzitutto digita alcuni sinonimi per rendere il codice più leggibile.
type Constructor = (Name, [(Maybe Name, Type)]) -- the list of constructors type Cons_vars = [ExpQ] -- A list of variables that bind in the constructor type Function_body = ExpQ type Gen_func = Constructor -> Cons_vars -> Function_body type Func_name = Name -- The name of the instance function we will be creating -- For each function in the instance we provide a generator function -- to generate the function body (the body is generated for each constructor) type Funcs = [(Func_name, Gen_func)]
La principale funzione riutilizzabile.Gli passiamo l'elenco delle funzioni per generare le funzioni dell'istanza.
-- construct an instance of class class_name for type for_type -- funcs is a list of instance method names with a corresponding -- function to build the method body gen_instance :: Name -> TypeQ -> [Constructor] -> Funcs -> DecQ gen_instance class_name for_type constructors funcs = instanceD (cxt []) (appT (conT class_name) for_type) (map func_def funcs) where func_def (func_name, gen_func) = funD func_name -- method name -- generate function body for each constructor (map (gen_clause gen_func) constructors)
Una funzione di supporto di cui sopra.
-- Generate the pattern match and function body for a given method and -- a given constructor. func_body is a function that generations the -- function body gen_clause :: (Constructor -> [ExpQ] -> ExpQ) -> Constructor -> ClauseQ gen_clause func_body data_con@(con_name, components) = -- create a parameter for each component of the constructor do vars <- mapM var components -- function (unnamed) that pattern matches the constructor -- mapping each component to a value. (clause [(conP con_name (map varP vars))] (normalB (func_body data_con (map varE vars))) []) -- create a unique name for each component. where var (_, typ) = newName $ case typ of (ConT name) -> toL $ nameBase name otherwise -> "parm" where toL (x:y) = (toLower x):y unCapalize :: [Char] -> [Char] unCapalize (x:y) = (toLower x):y
E qualche codice di supporto preso in prestito da Syb III / replib 0.2.
typeInfo :: DecQ -> Q (Name, [Name], [(Name, Int)], [(Name, [(Maybe Name, Type)])]) typeInfo m = do d <- m case d of d@(DataD _ _ _ _ _) -> return $ (simpleName $ name d, paramsA d, consA d, termsA d) d@(NewtypeD _ _ _ _ _) -> return $ (simpleName $ name d, paramsA d, consA d, termsA d) _ -> error ("derive: not a data type declaration: " ++ show d) where consA (DataD _ _ _ cs _) = map conA cs consA (NewtypeD _ _ _ c _) = [ conA c ] {- This part no longer works on 7.6.3 paramsA (DataD _ _ ps _ _) = ps paramsA (NewtypeD _ _ ps _ _) = ps -} -- Use this on more recent GHC rather than the above paramsA (DataD _ _ ps _ _) = map nameFromTyVar ps paramsA (NewtypeD _ _ ps _ _) = map nameFromTyVar ps nameFromTyVar (PlainTV a) = a nameFromTyVar (KindedTV a _) = a termsA (DataD _ _ _ cs _) = map termA cs termsA (NewtypeD _ _ _ c _) = [ termA c ] termA (NormalC c xs) = (c, map (\x -> (Nothing, snd x)) xs) termA (RecC c xs) = (c, map (\(n, _, t) -> (Just $ simpleName n, t)) xs) termA (InfixC t1 c t2) = (c, [(Nothing, snd t1), (Nothing, snd t2)]) conA (NormalC c xs) = (simpleName c, length xs) conA (RecC c xs) = (simpleName c, length xs) conA (InfixC _ c _) = (simpleName c, 2) name (DataD _ n _ _ _) = n name (NewtypeD _ n _ _ _) = n name d = error $ show d simpleName :: Name -> Name simpleName nm = let s = nameBase nm in case dropWhile (/=':') s of [] -> mkName s _:[] -> mkName s _:t -> mkName t