haskell - 创建有效构造函数列表

Question

考虑以下:

{-# LANGUAGE DataKinds #-}
{-# LANGUAGE KindSignatures #-}
{-# LANGUAGE GADTs #-}

data T = T1 | T2

data D (t :: T) where
  D1 :: D T1
  D2 :: D T2
  D3 :: D d
  D4 :: D T1

x1 :: [D T1]
x1 = [D1, D3, D4]

x2 :: [D T2]
x2 = [D2, D3]

基本上 x1是 D T1 的所有有效构造函数的列表, 和 x2是 D T2 的所有有效构造函数的列表.

但是，我希望这两个列表都反射(reflect)添加到 D 中的任何其他构造函数。 ，我不想像现在这样对这些列表进行硬编码。

有没有办法定义 x1和 x2这样它们是从 D 自动生成的?

Answer 1

免责声明 - 我的 TemplateHaskell-fu 几乎不存在 - 但我已经进行了一些调查，这应该给你一个开始工作的起点:

对于那些不知道 Template Haskell 是一种元编程(语言)的人，它允许编写在编译时运行的程序 - 它经过类型检查，所以它是安全的(对于安全的某些定义，我认为你可以编写需要无限时间编译的程序)。

{-# LANGUAGE DataKinds #-}
{-# LANGUAGE KindSignatures #-}
{-# LANGUAGE GADTs #-}
{-# LANGUAGE TemplateHaskell #-}

import Language.Haskell.TH

data T = T1 | T2

data D (t :: T) where
  D1 :: D T1
  D2 :: D T2
  D3 :: D d
  D4 :: D T1

您可以首先将文件加载到 GHCi 中(不要忘记 :set -XTemplateHaskell 那里)

> typeInfo = reify ''D
> $(stringE . show =<< typeInfo)

typeInfo 是一个 Q Info ，允许您从类型中提取信息(由 '' 转义) - $(..) 的工作方式类似于打印。

这为您提供了构建 (G)ADT 的模板 haskell 表达式:

TyConI (
    DataD [] TMP.D [KindedTV t_6989586621679027167 (ConT TMP.T)] Nothing 
        [GadtC [TMP.D1] [] (AppT (ConT TMP.D) (ConT TMP.T1))
        ,GadtC [TMP.D2] [] (AppT (ConT TMP.D) (ConT TMP.T2))
        ,ForallC [KindedTV d_6989586621679027168 (ConT TMP.T)] [] (GadtC [TMP.D3] [] (AppT (ConT TMP.D) (VarT d_6989586621679027168)))
        ,GadtC [TMP.D4] [] (AppT (ConT TMP.D) (ConT TMP.T1))] [])

我进行了一些模式匹配 - 你可以找到没有限制( ForallC )或特定类型( TMP.T1/ TMP.T2 )的构造函数，然后编写一些表达式 - 从中​​创建一个新类型。

现在我没有足够的时间来提供这个 - 但我今晚会更新这个答案。

编辑

我在构造类型方面看了更多，但我不得不承认我自己有点卡住了——我成功地解构了类型信息。

d = reify ''D

dataName :: Info -> Maybe [Name]
dataName (TyConI (DataD _ _ _ _ x _) )= Just [t | NormalC t _ <- x]
dataName _ = Nothing

gadtDataUnsafe :: Info -> Q Exp
gadtDataUnsafe (TyConI (DataD _ _ _ _ cons _)) = return $ head $ concat [t | GadtC t _ _ <- cons]

我认为从这里过滤 T1/ T2/ forall d 是可行的，虽然乏味但可以构建列表。

我失败的是构造类型 - 如果我将文件加载到 ghci 我可以执行

> f = $(gadtDataUnsafe =<< d)
>:t f
f :: D 'T1

但是如果我在文件中调用它，我会收到以下错误

error:
    • GHC stage restriction:
        ‘gadtData’ is used in a top-level splice, quasi-quote, or annotation,
        and must be imported, not defined locally
    • In the untyped splice: $(gadtData =<< d)

我知道，例如，Edward Kmett 为东西制作了一些 th-magic 创建镜头，并且它在同一个文件中工作，但拼接没有分配给变量 - 所以也许你需要在 Q Exp 内为你的列表构建名称 -我想 mkName 会是你需要的东西。

这总结了我发现的所有内容 - 我希望它有所帮助，我至少学到了一些东西 - 对于完整的答案，也许更聪明/更有经验的模板 haskell 可以在第二个答案中提供他/她的一些知识。