Guards 中的 Haskell 类型解构

Question

我正在 Haskell 中玩一个玩具项目。我正在实现一些之前用其他语言构建的数据结构，以熟悉它们在 Haskell 中的构建方式。这不是我的第一个函数式语言，我已经在 OCaml 中构建了几个项目，例如方案解释器，但我认为我的 OCaml 经验影响了我解决这个问题的方式。知道我正在实现的数据结构是 PR-四叉树，这并不是非常重要，但对于上下文可能有用。

我想要做的是匹配并解构守卫内的类型，即 OCaml 的匹配语句。

data Waypoint = WayPoint {
    lat :: Float,
    lon :: Float,
    radius :: Float,
    speed :: Float,
    accel :: Float
} deriving (Show)

data Region = Region {
    x :: Float,
    y :: Float,
    width :: Float
} deriving (Show)

data PRQuadtree = WhiteNode Region
    | BlackNode Region Waypoint 
    | GreyNode { 
        topLeft :: PRQuadtree,
        topRight :: PRQuadtree,
        botLeft :: PRQuadtree,
        botRight :: PRQuadtree,
        region :: Region
    } deriving (Show)

getRegion node 
    | BlackNode(r, _) = r
    | WhiteNode(r) = r
    | GreyNode = region node 

getRegion 函数是我特别遇到问题的函数。如果我想要做的事情不清楚:我想简单地提取参数的一个元素，但这取决于参数是代数数据类型的哪个成员。在 OCaml 中我可以这样做:

let getRegion node = match node with
    | BlackNode(r, _) = r
    | WhiteNode(r) = r
    | GreyNode = region(node)

(或者非常类似的东西，我的 OCaml 现在有点生疏了)。

然而，在 Haskell 中，这似乎并未将 r 绑定(bind)到保护分支的 RHS 范围内。我尝试查找模式守卫，因为它们听起来与我想要做的类似，但我无法真正理解这里发生的事情。实际上，我只想获得从 = 的 LHS 到 equals 的 RHS 的绑定(bind)(取决于我们已经下降的守卫的哪个分支)。

完成我在这里想做的事情的惯用 Haskell 方法是什么？

Answer 1

可以通过如下方式实现:

getRegion :: PRQuadtree -> Region
getRegion (BlackNode r _) = r
getRegion (WhiteNode r) = r
getRegion GreyNode{region=r} = r

或者甚至是

getRegion :: PRQuadtree -> Region
getRegion x = case x of
  BlackNode r _ -> r
  WhiteNode r -> r
  GreyNode{} -> region x

在 Haskell 中，在前面添加类型签名是非常惯用的。

另一个选项是将 region 字段也扩展到其他情况:

data PRQuadtree = WhiteNode { region :: Region }
    | BlackNode { region :: Region , waypoint :: Waypoint }
    | GreyNode { 
        topLeft :: PRQuadtree,
        topRight :: PRQuadtree,
        botLeft :: PRQuadtree,
        botRight :: PRQuadtree,
        region :: Region
    } deriving (Show)

现在，region 将适用于所有 PRQuadtree 值。

Haskell 像 ML 在定义代数数据类型时那样使用 | 来分隔不同的构造函数，但不使用它来分隔 case 分支，而是遵循语法

case .. of { pat1 -> e1 ; pat2 -> e2 ; ... }

可以用缩进代替

case .. of
   pat1 -> e1
   pat2 -> e2
   ...

另请注意，不鼓励使用部分字段选择器:

data A = A1 { foo :: Int } | A2

上面，foo A2 类型检查但崩溃了。另一方面，当所有构造函数中都存在某个字段时，我们就不会面临这样的风险。