Haskell 重用模式

Question

在下面的代码中，相同的模式匹配 (节点 n 左右)由三个不同的函数使用。如果我想添加一个模式，例如 (节点n(叶)(叶))或更改我的数据类型，我必须更改所有功能。有没有办法重用这些模式，所以我只需要定义一次？

data Tree = Node Int Tree Tree
          | Leaf 

add :: Tree -> Int -> Tree
add (Node n left right) x = Node (n+x) (add left x) (add right x) 
add (Leaf) x = Leaf

subtract :: Tree -> Int -> Tree
subtract (Node n left right) x = Node (n-x) (subtract left x) (subtract right x) 
subtract (Leaf) x = Leaf

swap :: Tree -> Tree
swap (Node n left right) = Node n right left
swap (Leaf) = Leaf

我试过了

matchNode = (PNode n left right)
add matchNode x = Node (n+x) (add left x) (add right x) 

但它不允许我使用模式_，我无法提取 n , 离开 , 和 对 从中。

Answer 1

这仅回答了部分:

If I want to [...] change my datatype, I have to change all the functions.

在这种情况下，您可以避免更改所有功能
使用 pattern synonyms extension 定义自定义模式:

{-# LANGUAGE PatternSynonyms #-}

-- The old type:
-- data Tree = Node Int Tree Tree
--           | Leaf 

-- The new type
data Tree = NewNode Tree Int Tree  -- changed name & argument order
          | Leaf

pattern Node n left right = NewNode left n right

add :: Tree -> Int -> Tree
add (Node n left right) x = Node (n+x) (add left x) (add right x) 
add (Leaf) x = Leaf

-- etc.

上面，我重命名了旧的构造函数 Node进入 NewNode ，也改变了它的论点的顺序。然后，我定义了一个 pattern Node作为兼容性桥梁，使下面的旧模式再次起作用。

问题还问:

Is there a way to reuse these patterns, so I only have to define them once?

@PyRulez 评论了使用记录通配符来缩短模式。这是一种可能的方法:

{-# LANGUAGE ViewPatterns, RecordWildCards #-}

-- an auxiliary record type to define the custom pattern 
data R = RNode { left::Tree , n::Int, right::Tree } | RLeaf
-- a function to convert a Tree to a R
toR :: Tree -> R
toR (NewNode l n r) = RNode l n r
toR _ = RLeaf

-- Here we use a shorter pattern:
add2 :: Tree -> Int -> Tree
add2 (toR -> RNode{..}) x = Node (n+x) (add2 left x) (add2 right x)
  -- ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ this brings in scope left, n, right
add2 (toR -> RLeaf) x = Leaf

在这种特定情况下，空间并没有很大的 yield 。然而，无论模式有多大，在记录定义(和辅助函数)之后我们只需要写 toR -> RNode{...} .

不过，我不确定我是否真的喜欢这个。

首先，该记录用三个(部分!)函数污染了全局 namespace left :: R -> Tree, n :: R -> Int, right :: R -> Tree .如果您尝试使用例如，这将触发一些警告。 n作为另一个不相关函数 ( The local name shadows the global name n) 的参数。

其次，记录通配符扩展将一些未写在代码中的变量引入范围——读者必须知道(或猜测)这些变量是什么。另请注意 RNode{..}模式带来例如 n进入与全局名称不同类型的作用域: Int而不是 R -> Int .读者可能会认为 n是全局的，即使在类型级别也会被误导。

第三，上面的代码使用了 View 模式，目前这些模式让穷举检查器感到困惑:

Patterns.hs:23:1: Warning:
    Pattern match(es) are non-exhaustive
    In an equation for ‘add2’: Patterns not matched: _ _

在这种特定情况下，我们可以简单地写

add2 :: Tree -> Int -> Tree
add2 (node -> RNode{..}) x = Node (n+x) (add2 left x) (add2 right x)
add2 _ x = Leaf

以避免警告，但一般来说，我们并不总是有这种选择。