haskell - Int vs Word 常用吗？

Question

似乎获取/返回Int(即ByteString.hGet和Data.List.length)的常见模式与使用强描述类型的 Haskell 模式，因为其中许多情况只能处理正数。使用 Word 不是更好吗？或者这些函数偏向于 Int 是否有原因？

Answer 1

确实，Haskell 类型系统的表达能力鼓励用户为他们定义的实体分配精确的类型。然而，经验丰富的 Haskellers 很容易承认，必须在最终类型精度(此外，鉴于 Haskell 类型系统的当前限制，这并不总是能够实现)和便利性之间取得平衡。简而言之，精确类型仅在一定程度上有用。除此之外，它们往往只会导致额外的官僚主义，而几乎没有任何好处。

让我们用一个例子来说明这个问题。考虑阶乘函数。对于所有大于 1 的 n，n 的阶乘是偶数，而 1 的阶乘并不是很有趣，所以我们忽略它。因此，为了确保 Haskell 中阶乘函数的实现是正确的，我们可能会想引入一种新的数字类型，它只能表示无符号偶数:

module (Even) where

newtype Even = Even Integer

instance Num Even where
  ...
  fromInteger x | x `mod` 2 == 0 = Even x
                | otherwise = error "Not an even number."

instance Integral Even where
  ...
  toInteger (Even x) = x

我们将此数据类型密封在一个不导出构造函数的模块内，使其抽象，并使其成为 Int 实例的所有相关类型类的实例。现在我们可以给阶乘提供以下签名:

factorial :: Int -> Even

factorial 的类型肯定比我们刚才说的返回 Int 更精确。但是您会发现用这样的类型定义 factorial 确实非常烦人，因为您需要一个乘法版本，将(偶数或奇数) Int 与 Even 相乘并生成 Even 。此外，您可能必须在客户端代码中调用 toInteger 的结果上引入对 factorial 的无关调用，这可能是困惑和噪音的重要来源，但收效甚微。此外，所有这些转换函数都可能对性能产生负面影响。

另一个问题是，当引入新的、更精确的类型时，您通常最终不得不复制各种库函数。例如，如果您引入非空列表的类型 List1 a，那么您将必须重新实现 Data.List 已提供的许多功能，但仅限于 [a]。当然，我们可以将这些函数方法设为 ListLike 类型类。但你很快就会得到各种临时类型类和其他样板，同样没有太多收获。

最后一点是，不应将 Word 视为 Int 的无符号变体。 Haskell report 未指定 Int 的实际大小，并且仅保证该类型应该能够表示 [− 2²⁹, 2²⁹ − 1] 范围内的整数。据说类型 Word 提供未指定宽度的无符号整数。不保证在任何一致的实现中 Word 的宽度对应于 Int 的宽度。

尽管我提出了防止过度类型扩散的观点，但我确实承认引入自然数 Natural 的类型可能会很好。但归根结底，除了 Int 、 Integer 和各种 Word* 类型之外，Haskell 是否应该有一个专用于自然数的类型，很大程度上取决于个人喜好。而目前的事态很可能在很大程度上只是历史的偶然。