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在 Scala 中,代数数据类型被编码为密封
单级类型层次结构。示例:
-- Haskell
data Positioning a = Append
| AppendIf (a -> Bool)
| Explicit ([a] -> [a])
// Scala
sealed trait Positioning[A]
case object Append extends Positioning[Nothing]
case class AppendIf[A](condition: A => Boolean) extends Positioning[A]
case class Explicit[A](f: Seq[A] => Seq[A]) extends Positioning[A]
通过 case class
和 case object
,Scala 生成了一堆东西,例如 equals
、hashCode
、unapply
(用于模式匹配)等为我们带来了传统 ADT 的许多关键属性和功能。
但有一个关键区别 - 在 Scala 中,“数据构造函数”有自己的类型。比较以下两个示例(从各自的 REPL 复制)。
// Scala
scala> :t Append
Append.type
scala> :t AppendIf[Int](Function const true)
AppendIf[Int]
-- Haskell
haskell> :t Append
Append :: Positioning a
haskell> :t AppendIf (const True)
AppendIf (const True) :: Positioning a
<小时/>
我一直认为 Scala 变体具有优势。
毕竟,不会丢失类型信息。例如,AppendIf[Int]
是 Positioning[Int]
的子类型。
scala> val subtypeProof = implicitly[AppendIf[Int] <:< Positioning[Int]]
subtypeProof: <:<[AppendIf[Int],Positioning[Int]] = <function1>
事实上,您会获得关于该值的额外编译时不变量。 (我们可以称之为依赖类型的有限版本吗?)
这可以得到很好的利用 - 一旦您知道使用什么数据构造函数来创建值,相应的类型就可以通过流程的其余部分传播,以增加更多的类型安全性。例如,使用此 Scala 编码的 Play JSON 只允许您从 JsObject
中提取 fields
,而不是从任何任意 JsValue
中提取。
scala> import play.api.libs.json._
import play.api.libs.json._
scala> val obj = Json.obj("key" -> 3)
obj: play.api.libs.json.JsObject = {"key":3}
scala> obj.fields
res0: Seq[(String, play.api.libs.json.JsValue)] = ArrayBuffer((key,3))
scala> val arr = Json.arr(3, 4)
arr: play.api.libs.json.JsArray = [3,4]
scala> arr.fields
<console>:15: error: value fields is not a member of play.api.libs.json.JsArray
arr.fields
^
scala> val jsons = Set(obj, arr)
jsons: scala.collection.immutable.Set[Product with Serializable with play.api.libs.json.JsValue] = Set({"key":3}, [3,4])
在 Haskell 中,fields
可能具有类型 JsValue -> Set (String, JsValue)
。这意味着 JsArray 等在运行时会失败。这个问题也以众所周知的部分记录访问器的形式表现出来。
Scala 对数据构造函数的处理方式是错误的观点已经被多次表达过 - 在 Twitter、邮件列表、IRC、SO 等上。不幸的是,除了适合情侣 - this answer作者:特拉维斯·布朗,和 Argonaut ,一个纯函数式的 Scala JSON 库。
阿尔戈英雄 consciously采用 Haskell 方法(通过私有(private)
案例类,并手动提供数据构造函数)。您可以看到我提到的 Haskell 编码问题也存在于 Argonaut 中。 (除非它使用 Option
来表示偏爱。)
scala> import argonaut._, Argonaut._
import argonaut._
import Argonaut._
scala> val obj = Json.obj("k" := 3)
obj: argonaut.Json = {"k":3}
scala> obj.obj.map(_.toList)
res6: Option[List[(argonaut.Json.JsonField, argonaut.Json)]] = Some(List((k,3)))
scala> val arr = Json.array(jNumber(3), jNumber(4))
arr: argonaut.Json = [3,4]
scala> arr.obj.map(_.toList)
res7: Option[List[(argonaut.Json.JsonField, argonaut.Json)]] = None
我已经思考这个问题很长一段时间了,但仍然不明白是什么导致了 Scala 的编码错误。当然,它有时会妨碍类型推断,但这似乎并不是一个足够有力的理由来判定它是错误的。我错过了什么?
最佳答案
据我所知,Scala 的案例类惯用编码可能不好有两个原因:类型推断和类型特异性。前者是句法方便的问题,而后者是增加推理范围的问题。
子类型问题相对容易说明:
val x = Some(42)
x
的类型结果是 Some[Int]
,这可能不是您想要的。您可能会在其他问题较多的领域产生类似的问题:
sealed trait ADT
case class Case1(x: Int) extends ADT
case class Case2(x: String) extends ADT
val xs = List(Case1(42), Case1(12))
xs
的类型是List[Case1]
。这基本上保证不是您想要的。为了解决这个问题,像 List
这样的容器需要在其类型参数中保持协变。不幸的是,协变引入了一大堆问题,并且实际上降低了某些构造的健全性(例如,Scalaz 通过允许协变容器来妥协其 Monad 类型和几个 monad 转换器,尽管事实上它是不健全的这样做)。
因此,以这种方式编码 ADT 会对您的代码产生一定程度的病毒式影响。您不仅需要处理 ADT 本身的子类型,而且您编写的每个容器都需要考虑到您在不合适的时刻登陆 ADT 的子类型这一事实。 p>
不使用公共(public)案例类对 ADT 进行编码的第二个原因是为了避免“非类型”使类型空间变得困惑。从某种角度来看,ADT 案例并不是真正的类型:它们是数据。如果您以这种方式推理 ADT(这并没有错!),那么为每个 ADT 案例提供一流类型会增加您在推理代码时需要记住的事情。
例如,考虑上面的ADT
代数。如果您想推理使用此 ADT 的代码,您需要不断思考“好吧,如果此类型是 Case1
怎么办?”这并不是任何人都需要问的问题,因为 Case1 是数据。它是特定联产品案例的标签。仅此而已。
就我个人而言,我不太关心上述任何一个。我的意思是,协方差的不健全问题是真实存在的,但我通常更喜欢让我的容器保持不变,并指示我的用户“接受它并注释你的类型”。它很不方便而且很愚蠢,但我发现它比替代方案更可取,替代方案是大量的样板折叠和“小写”数据构造函数。
作为通配符,这种类型特异性的第三个潜在缺点是它鼓励(或者更确切地说,允许)更加“面向对象”的风格,在这种风格中,您可以将特定于案例的函数放在各个 ADT 类型上。我认为毫无疑问,以这种方式混合你的隐喻(案例类与子类型多态性)会带来不好的结果。然而,这个结果是否是类型化案例的错误是一个悬而未决的问题。
关于scala - 将类型与数据构造函数关联起来的 ADT 编码存在哪些问题? (例如 Scala。),我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/25330359/
C语言sscanf()函数:从字符串中读取指定格式的数据 头文件: ?
最近,我有一个关于工作预评估的问题,即使查询了每个功能的工作原理,我也不知道如何解决。这是一个伪代码。 下面是一个名为foo()的函数,该函数将被传递一个值并返回一个值。如果将以下值传递给foo函数,
CStr 函数 返回表达式,该表达式已被转换为 String 子类型的 Variant。 CStr(expression) expression 参数是任意有效的表达式。 说明 通常,可以
CSng 函数 返回表达式,该表达式已被转换为 Single 子类型的 Variant。 CSng(expression) expression 参数是任意有效的表达式。 说明 通常,可
CreateObject 函数 创建并返回对 Automation 对象的引用。 CreateObject(servername.typename [, location]) 参数 serv
Cos 函数 返回某个角的余弦值。 Cos(number) number 参数可以是任何将某个角表示为弧度的有效数值表达式。 说明 Cos 函数取某个角并返回直角三角形两边的比值。此比值是
CLng 函数 返回表达式,此表达式已被转换为 Long 子类型的 Variant。 CLng(expression) expression 参数是任意有效的表达式。 说明 通常,您可以使
CInt 函数 返回表达式,此表达式已被转换为 Integer 子类型的 Variant。 CInt(expression) expression 参数是任意有效的表达式。 说明 通常,可
Chr 函数 返回与指定的 ANSI 字符代码相对应的字符。 Chr(charcode) charcode 参数是可以标识字符的数字。 说明 从 0 到 31 的数字表示标准的不可打印的
CDbl 函数 返回表达式,此表达式已被转换为 Double 子类型的 Variant。 CDbl(expression) expression 参数是任意有效的表达式。 说明 通常,您可
CDate 函数 返回表达式,此表达式已被转换为 Date 子类型的 Variant。 CDate(date) date 参数是任意有效的日期表达式。 说明 IsDate 函数用于判断 d
CCur 函数 返回表达式,此表达式已被转换为 Currency 子类型的 Variant。 CCur(expression) expression 参数是任意有效的表达式。 说明 通常,
CByte 函数 返回表达式,此表达式已被转换为 Byte 子类型的 Variant。 CByte(expression) expression 参数是任意有效的表达式。 说明 通常,可以
CBool 函数 返回表达式,此表达式已转换为 Boolean 子类型的 Variant。 CBool(expression) expression 是任意有效的表达式。 说明 如果 ex
Atn 函数 返回数值的反正切值。 Atn(number) number 参数可以是任意有效的数值表达式。 说明 Atn 函数计算直角三角形两个边的比值 (number) 并返回对应角的弧
Asc 函数 返回与字符串的第一个字母对应的 ANSI 字符代码。 Asc(string) string 参数是任意有效的字符串表达式。如果 string 参数未包含字符,则将发生运行时错误。
Array 函数 返回包含数组的 Variant。 Array(arglist) arglist 参数是赋给包含在 Variant 中的数组元素的值的列表(用逗号分隔)。如果没有指定此参数,则
Abs 函数 返回数字的绝对值。 Abs(number) number 参数可以是任意有效的数值表达式。如果 number 包含 Null,则返回 Null;如果是未初始化变量,则返回 0。
FormatPercent 函数 返回表达式,此表达式已被格式化为尾随有 % 符号的百分比(乘以 100 )。 FormatPercent(expression[,NumDigitsAfterD
FormatNumber 函数 返回表达式,此表达式已被格式化为数值。 FormatNumber( expression [,NumDigitsAfterDecimal [,Inc
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