haskell - ADT 与类型类——规范使用

Question

我在某个数据结构的两种实现之间感到困惑，并且感谢 Haskell 社区关于什么是正确/标准的输入。

数据类型

以 ADT“服务器”为例，它将多个服务器定义为空数据构造函数。

data Server = Server1
            | Server2
            | Server3

现在，对于这些服务器中的每一个，我都希望(除其他外)能够获取 IP 地址。假设我可以静态编码这些，我可以有一些函数“getURL”和模式匹配。

getUrl :: Server -> String
getUrl Server1 = "192.168.1.1"

等等。现在任何使用服务器的函数都可以将 Server 放入类型中并调用 getURL。

serverStuff :: Server -> IO ()

这种方法似乎具有简单的非多态函数的好处，但代价是在 getURL 中有大量的模式匹配。此外，如果程序员添加了一个服务器但忘记将模式添加到 getURL，他们将在没有警告的情况下收到运行时错误，除非他们使用 -Wall 进行编译。

类型类

针对类型类的相同问题，我可以将我的多构造函数 ADT 分解为一组特定于服务器的 ADT，并为 URL 创建一个类型类。

data Server1 = Server1
data Server2 = Server2
data Server3 = Server3

class Server a where
    getUrl :: a -> String

instance Server Server1 where
    getUrl Server1 = "192.168.1.1"

等等。现在，我必须创建类似的东西，而不是我之前使用的简单的非多态函数

serverStuff :: Server a => a -> IO ()

并处理临时多态性(函数特化等)的含义。

从好的方面来说，typeclass 方法易于扩展，将模式匹配分解成更小的 block ，允许更大的抽象，例如分组服务器( data ServerCenter1 = Server1 | Server2 | Server3 )，并且，如果您不声明 getUrl，您仍然可能会遇到运行时错误(没有编译器警告)，但您至少在创建实例时被迫做出该决定。

所以，我很伤心，但倾向于将实例作为一种更好的做事方式。有没有一种标准的方法来处理这个问题，或者它是一种“看起来很干净”的东西？

Answer 1

如果您确定需要您的服务器类型包含的唯一信息，我会将它们实现为围绕字符串的新类型:

newtype Server = Server { getURL :: String }

使其成为完整记录(如 hammar 的评论)将允许您在仅更改构造函数的同时添加信息，但会牺牲 GeneralizedNewtypeDeriving。

一般来说，我会使用类型来表示事物的类和变量来表示细节，因此空构造函数仅用于表示抽象，例如 data Status = Published | Draft (或内置的 bool )。除非有特定原因，否则应避免将数据(例如 IP 地址)硬编码到类型系统或函数中。

如果您想要特定于服务器的行为，很容易将字段添加到记录中:

data Server = Server {
              getURL      :: String
            , doSomething :: a -> IO () --Or any other functional signature
            }

但是，我建议不要这样做，因为它会使其他代码变得晦涩难懂:

runSomething :: Server -> a -> IO ()
runSomething server arg = (doSomething server) arg

绝对可以做任何事情，并且您需要找到该字段的最后更新以确定什么(因为函数没有 Show 实例)。如果依赖项依赖于服务器的某些属性，我会倾向于对该属性进行编码，然后对其进行调度，例如

data ServerType = Production
                | Development

data Server = Server {
              getURL     :: String
            , serverType :: ServerType
            }

runSomething :: Server -> a -> IO ()
runSomething server arg = case serverType server of
                              Production  -> foo arg
                              Development -> bar arg

我认为这种方法优于将服务器名称硬编码到函数中，因为它解释了为什么给定服务器具有给定行为(并使特定服务器的行为更本地化)，并且在记录字段中具有函数，因为它使更容易判断给定的 runSomething 调用会做什么(因为可以检查和记录 ServerType)。