Sprawdź, czy typ jest wystąpieniem programu Show w programie Haskell?

Question

Załóżmy, że mam prosty typ danych w Haskell do przechowywania wartości:

data V a = V a 

chcę zrobić V wystąpienie Pokazują, bez względu na typ. Jeśli a jest instancją programu Show, to show (V a) powinien zwrócić show a, w przeciwnym razie powinien zostać zwrócony komunikat o błędzie. Lub w Pseudo-Haskell:

instance Show (V a) where 
    show (V a) = if a instanceof Show 
        then show a 
        else "Some Error." 

Jak to zachowanie można zastosować w Haskell?

Answer 1

Tak jak napisałem w komentarzu, obiekty środowiska wykonawczego przydzielone w pamięci nie mają znaczników typów w programie Haskell. Dlatego nie ma uniwersalnej operacji instanceof, jak na przykład Java.

Należy również wziąć pod uwagę następstwa. W Haskell, do pierwszego przybliżenia (tj. Zignorowania pewnych wymyślnych rzeczy, których początkujący nie powinni za szybko rozwiązywać), wszystkie wywołania funkcji wykonawczych są następujące: monomorficzna. Oznacza to, że kompilator zna, bezpośrednio lub pośrednio, monomorficzny (nietypowy) typ każdego wywołania funkcji w wykonywalnym programie. Chociaż show funkcja Twojego V Type zawiera typ rodzajowy:

-- Specialized to `V a` 
show :: V a -> String -- generic; has variable `a` 

... nie można właściwie napisać program, który wywołuje funkcję w czasie wykonywania bez, bezpośrednio lub pośrednio, informując kompilator dokładnie, jaki rodzaj będzie a być w każdym telefonie. Tak więc na przykład:

-- Here you tell it directly that `a := Int` 
example1 = show (V (1 :: Int)) 

-- Here you're not saying which type `a` is, but this just "puts off" 
-- the decision—for `example2` to be called, *something* in the call 
-- graph will have to pick a monomorphic type for `a`. 
example2 :: a -> String 
example2 x = show (V x) ++ example1 

widziany w tym świetle, mam nadzieję, że można dostrzec problem z co pytasz:

instance Show (V a) where 
    show (V a) = if a instanceof Show 
        then show a 
        else "Some Error." 

Zasadniczo, gdyż typ parametru a znana będzie w momencie kompilacji czas rzeczywistego wywołania funkcji show, nie ma potrzeby testowania tego typu w czasie wykonywania - możesz go przetestować w czasie kompilacji! Po zrozumieć to, jesteś doprowadziły do ​​sugestie będą Sewell za:

-- No call to `show (V x)` will compile unless `x` is of a `Show` type. 
instance Show a => Show (V a) where ... 

---

EDIT: bardziej konstruktywną odpowiedź być może być w ten sposób: Twój typ V musi być rekord z wariantami wielu przypadkach. To wymaga używając rozszerzenia GADTs:

{-# LANGUAGE GADTs #-} 

-- This definition requires `GADTs`. It has two constructors: 
data V a where 
    -- The `Showable` constructor can only be used with `Show` types. 
    Showable :: Show a => a -> V a 
    -- The `Unshowable` constructor can be used with any type. 
    Unshowable :: a -> V a 

instance Show (V a) where 
    show (Showable a) = show a 
    show (Unshowable a) = "Some Error." 

Ale nie jest to check runtime, czy dany typ jest Show instancji kod jest odpowiedzialny za znajomość w czasie kompilacji, gdzie konstruktor Showable ma być używany.

Answer 2

Nawet gdybyś mógł to zrobić, byłby to zły projekt. Polecam dodanie Show ograniczenie do a:

instance Show a => Show (V a) where ... 

Jeśli chcesz przechowywać członków w danych typu kontenerów, które nie są instancją Show, to należy utworzyć nowy typ danych dziobowy nich.

Answer 3

Możesz za pomocą tej biblioteki: https://github.com/mikeizbicki/ifcxt.Możliwość wywoływania show na wartości, która może lub nie może mieć instancji Show, jest jednym z pierwszych podanych przez nią przykładów. W ten sposób można dostosować, że dla V a:

{-# LANGUAGE FlexibleContexts #-} 
{-# LANGUAGE FlexibleInstances #-} 
{-# LANGUAGE RankNTypes #-} 
{-# LANGUAGE TemplateHaskell #-} 
{-# LANGUAGE KindSignatures #-} 
{-# LANGUAGE ScopedTypeVariables #-} 
{-# LANGUAGE MultiParamTypeClasses #-} 
{-# LANGUAGE UndecidableInstances #-} 

import IfCxt 
import Data.Typeable 

mkIfCxtInstances ''Show 

data V a = V a 

instance forall a. IfCxt (Show a) => Show (V a) where 
    show (V a) = ifCxt (Proxy::Proxy (Show a)) 
     (show a) 
     "<<unshowable>>" 

---

To jest istota tej biblioteki:

class IfCxt cxt where 
    ifCxt :: proxy cxt -> (cxt => a) -> a -> a 

instance {-# OVERLAPPABLE #-} IfCxt cxt where ifCxt _ t f = f 

nie w pełni go zrozumieć, ale to jest, jak myślę, działa:

nie narusza „otwartego świata” założenie więcej niż

instance {-# OVERLAPPABLE #-} Show a where 
    show _ = "<<unshowable>>" 

ma. Podejście jest podobne do tego: dodanie domyślnego przypadku do wszystkich typów, które nie mają instancji w zakresie. Jednak dodaje trochę pośrednictwa, aby nie zepsuć istniejących instancji (i pozwolić różnym funkcjom na określenie różnych wartości domyślnych). IfCxt pracuje jako AA „meta-klasie”, klasy o ograniczeniach, która wskazuje, czy istnieją takie przypadki, z domyślnym przypadku, który wskazuje „false”.:

instance {-# OVERLAPPABLE #-} IfCxt cxt where ifCxt _ t f = f 

Wykorzystuje TemplateHaskell wygenerować długą listę przypadków dla tej klasy:

instance {-# OVERLAPS #-} IfCxt (Show Int) where ifCxt _ t f = t 
instance {-# OVERLAPS #-} IfCxt (Show Char) where ifCxt _ t f = t 

co oznacza również, że wszelkie przypadki, które nie były w zakresie gdy mkIfCxtInstances nazwano będą rozpatrywane nieistniejącą.

proxy cxt Argument ten jest używany do przekazywania do Constraint do funkcji, (cxt => a) argument (ja nie RankNTypes idea pozostawiono iż) jest teza, że ​​można zastosowanie ograniczenie cxt, ale tak długo, jak argument jest nieużywany, ograniczenie nie musi być rozwiązane. Jest to podobne do:

f :: (Show (a -> a) => a) -> a -> a 
f _ x = x 

proxy argumentu dostarcza ograniczenie, a następnie IfCxt ograniczeniem jest rozwiązany albo argumentu t lub f, czy to t następnie istnieją pewne IfCxt instancja gdzie to ograniczenie jest dostarczana co oznacza, że można rozwiązać bezpośrednio, jeśli jest to f, to ograniczenie nigdy nie jest wymagane, więc zostaje zrzucone.

---

To rozwiązanie jest niedoskonały (jak nowe moduły mogą definiować nowe Show instancji, który nie będzie działać, chyba że wymaga również mkIfCxtInstances), ale jest w stanie to zrobić by naruszać otwartym światem założenie.