haskell - 如何在 Haskell 中对分层数据类型进行建模？

Question

我有一堆类型，它们的层次结构存储了一些有用的信息。我试图避免将类型层次结构的知识融入到对它们进行操作的函数中。

以下是斯坦福自然语言处理的 Typed Dependencies 的一小部分摘录:

root - root
dep - dependent
  aux - auxiliary
    auxpass - passive auxiliary 
    cop - copula
  arg - argument 
    agent - agent

我想创建一些反射(reflect)这种结构的数据类型，以便我可以定义一些只能对某些类型进行操作的函数。当我有一个在 arg 上运行的函数时，我用来表示的类型 arg还应包括 agent但是 agent 的类型不应包含 arg . dep 的类型应该包括它下面的任何东西。

这在haskell中可能吗？我一直在尝试声明各种 data类型来对此进行建模，但我无法让它工作，因为数据类型不能使用另一种数据类型的构造函数。

我怀疑这种方法可能不适用于 Haskell，所以如果是这种情况，您通常如何处理这些绝对不希望扁平化层次结构的情况？

Answer 1

一般来说，子类型在 Haskell 中表现不佳。但是，如果您只是尝试对(非多重)继承进行建模(因此您有一个子类型树而不是一个格子)，您实际上可以使用类型类构建子类型。 Here is a short gist that does exactly this.从那里开始，您定义数据类型

data Root = Root ...
data Dep = Dependent ...
data Aux = Auxiliary ...
data AuxPass = PassiveAuxiliary ... 
data Cop = Copula ...
data Arg = Argument ...
data Agent = Agent ...

以及对应的实例

instance Subtype Aux where
  type SuperType Aux = Dep
  embedImmediate = ...

instance Subtype AuxPass where
  type SuperType AuxPass = Aux
  embedImmediate = ...

instance Subtype Cop where
  type SuperType Cop = Aux
  embedImmediate = ...

instance Subtype Arg where
  type SuperType Arg = Dep
  embedImmediate = ...

instance Subtype Agent where
  type SuperType Agent = Arg
  embedImmediate = ...

如何填写 ...你决定。您可以为此做几件事:

如果您的子类型在父类(super class)型之上添加了许多字段，则始终如一地添加一个具有父类(super class)型的字段并制作 embedImmediate返回该字段

如果您的子类型仅添加几个字段，您可能需要手动解压缩它们。您的 data定义看起来更整洁，但您的 embedImmediate定义会长一点

如果您的子类型没有向父类(super class)型添加任何字段，您可以创建一个 newtype围绕父类(super class)型和embedImmediate = coerce (来自 Data.Coerce )

然后，您不能只在需要父类(super class)型的函数中使用子类型，而是几乎:您只需添加对 embed 的调用即可。 (不同于 embedImmediate !)从子类型转换为所需的任何父类(super class)型(基于类型推断)。您可能想查看 some example uses .

请注意，您现在可以使用 <:作为约束:作为 Aux 子类型的某物的类型，例如，是 (a <: Aux) => a .每当您希望将此事物视为 Aux (或 Aux 的 super 类型)，请调用 embed在上面。

这种方法的一大缺点是必须对输入和输出类型进行注释(否则不清楚你想要 embed 进入哪个父类(super class)型，你会得到“模糊类型”错误)。如果你已经写了很多签名，你应该没问题。