多种数据类型的对象

Question

我需要为学校作业实现一个国际象棋游戏，你必须制作一个界面，该界面适用于同一棋盘上的其他游戏。因此，您必须实现棋子，还必须实现其他游戏的棋子。

我试图这样做:

data ChessPiece = King | Queen | Knight | Rook | Bishop | Pawn deriving (Enum, Eq, Show)
data Piece = ChessPiece | OtherGamePiece deriving (Enum, Eq, Show)
data ColoredPiece = White Piece | Black Piece
data Board = Board { boardData :: (Array Pos (Maybe ColoredPiece)) }

然后我尝试加载国际象棋比赛的开始:

beginBoard = Board (listArray (Pos 0 0, Pos 7 7) (pieces White ++ pawns White ++ space ++ pawns Black ++ pieces Black)) where
    pieces :: (Piece -> ColoredPiece) -> [Maybe ColoredPiece]
    pieces f = [Just (f Rook), Just (f Knight), Just (f Bishop), Just (f Queen), Just (f King), Just (f Bishop), Just (f Knight), Just (f Rook)]
    pawns :: (Piece -> ColoredPiece) -> [Maybe ColoredPiece]
    pawns f = (take 8 (repeat (Just (f Pawn))))
    space = take 32 (repeat Nothing)

我收到错误消息“无法匹配预期类型 Piece' with actual type ChessPiece”
在 f', namely 的第一个参数中车'
在 Just', namely 的第一个参数中(f Rook)'
在表达中:Just (f Rook)"

所以，我觉得 ChessPiece 需要以某种方式“类型转换”到(常规)Piece。
(我知道，我使用的是命令式编程中的术语，但我希望我在这里说清楚，如果需要，我很乐意让我的问题更清楚)。

我试图实现的构造是否成为可能？ (有点像 OO 语言中的类结构，但随后应用于数据类型，其中一种数据类型是另一种数据类型的子数据类型，并且一个对象可以同时是两种数据类型。例如，Rook 是 ChessPiece，因此一块)
我究竟做错了什么？关于如何实现我需要的结构的任何建议？

Answer 1

您所追求的通常称为子类型。大多数面向对象语言使用子类实现子类型化。

然而，Haskell 绝对不是面向对象的语言。事实上，它根本没有任何类型的子类型。令人高兴的是，您通常可以使用“参数多态性”获得相同的效果。现在，“参数多态性”是一个听起来很可怕的术语!这是什么意思？

事实上，它有一个非常简单的含义:您可以编写适用于所有(具体)类型的代码。 Maybe您已经知道如何使用的 type 就是一个很好的例子。类型定义如下:

data Maybe a = Just a | Nothing

注意它是如何写成 Maybe a而不仅仅是 Maybe ; a是一个类型变量。这意味着，当你去使用 Maybe ，您可以将其用于任何类型。您可以拥有一个 Maybe Int , Maybe Bool , Maybe [Int]甚至还有一个 Maybe (Maybe (Maybe (Maybe Double))) .

您可以使用这种方法来定义您的电路板。对于基本的棋盘功能，您并不关心棋盘上实际的“棋子”是什么——有些 Action 对任何棋子都有意义。另一方面，如果你真的关心棋子的类型，你就会关心到底是什么类型，因为每个游戏的规则都会不同。

这意味着您可以为棋子定义一些类型变量的棋盘。现在，您的董事会代表如下所示:

data Board = Board {boardData :: Array Pos (Maybe ColoredPiece)}

由于您想将板子推广到任何类型的块，您需要添加一个类型变量而不是指定 ColoredPiece :

data Board p = Board {boardData :: Array Pos p}

现在你已经定义了一个 Board键入您可以想象的任何作品类型!

因此，要将此棋盘表示用于国际象棋棋子，您需要将棋子的类型传递给新的 Board类型。这看起来像这样:

type ChessBoard = Board ColoredPiece

(作为引用， type 只是创建了一个同义词——现在写 ChessBoard 完全等同于写 Board ColoredPiece 。)

所以现在，只要你有棋盘，就用你的新 ChessBoard类型。

此外，您可以编写一些适用于任何电路板的有用函数。例如，让我们假设您想要做的就是获取碎片列表。此函数的类型将是:

listPieces :: Board p -> [p]

您可以使用像 p 这样的类型变量来编写一大堆其他类似的函数，这些函数不关心实际的部分。在您的函数类型中。此功能现在适用于您提供的任何板，包括 Board ColoredPiece , 否则称为 ChessBoard .

总之:你要写你的 Board多态表示。这可以让您获得与您想要尝试使用子类型相同的效果。