Haskell'de türetme nasıl çalışır?

Question 1

Cebirsel Veri Türleri Haskell (ADTS) otomatik olarak bazı örneklerini olabilir typeclasse s (gibiShow,Eqtarafından) kaynaklanan onlardan.

data  Maybe a  =  Nothing | Just a
  deriving (Eq, Ord)

Sorum şu, bu nasıl derivingçalışıyor, yani Haskell ADT'yi türetmek için türetilmiş tip sınıfının işlevlerini nasıl uygulayacağını nasıl biliyor?

Ayrıca, neden derivingyalnızca belirli tip sınıflarıyla sınırlıdır? Neden türetilebilecek kendi tip sınıfımı yazamıyorum?

Question 2

Kısa cevap, sihir :-). Bu, otomatik türetmenin Haskell spesifikasyonuna dahil edildiğini ve her derleyicinin bunu kendi yöntemiyle uygulamayı seçebileceğini söylemektir. Bununla birlikte, genişletilebilir hale getirme konusunda birçok çalışma var.

Derive , Haskell'in kendi türetme mekanizmalarınızı yazmanıza izin veren bir araçtır.

GHC , Generic Classes adı verilen türetilebilir bir tür sınıf uzantısı sağlamak için kullanılır , ancak biraz zayıf olduğu için nadiren kullanılırdı. Bu şimdi çıkarılmıştır ve bu makalede açıklandığı gibi yeni bir jenerik türetme mekanizmasını entegre etmek için çalışmalar devam etmektedir: http://www.dreixel.net/research/pdf/gdmh.pdf

Bununla ilgili daha fazla bilgi için bkz .:

GHC wiki: http://hackage.haskell.org/trac/ghc/wiki/Commentary/Compiler/GenericDeriving
Haskell wiki: http://www.haskell.org/haskellwiki/Generics
Hackage: http://hackage.haskell.org/package/generic-deriving

Question 3

Haskell 98 raporundan:

Prelude'da türetilmiş örneklere izin verilen tek sınıflar Eq, Ord, Enum, Bounded, Show ve Read ...

Bu tür sınıflarının nasıl türetileceğinin açıklaması: http://www.haskell.org/onlinereport/derived.html#derived-appendix

Question 4

Türetme cümlelerine benzer bir şekilde örnek bildirimleri oluşturmak için Şablon Haskell'i kullanmak mümkündür .

Aşağıdaki örnek, utanmadan Haskell Wiki'den çalınmıştır :

Bu örnekte aşağıdaki Haskell kodunu kullanıyoruz

$(gen_render ''Body)

aşağıdaki örneği oluşturmak için:

instance TH_Render Body where
  render (NormalB exp) = build 'normalB exp
  render (GuardedB guards) = build 'guardedB  guards

Yukarıdaki işlev gen_renderaşağıdaki şekilde tanımlanmıştır. (Bu kodun yukarıdaki kullanımdan ayrı bir modülde olması gerektiğini unutmayın).

-- Generate an intance of the class TH_Render for the type typName
gen_render :: Name -> Q [Dec]
gen_render typName =
  do (TyConI d) <- reify typName -- Get all the information on the type
     (type_name,_,_,constructors) <- typeInfo (return d) -- extract name and constructors                  
     i_dec <- gen_instance (mkName "TH_Render") (conT type_name) constructors
                      -- generation function for method "render"
                      [(mkName "render", gen_render)]
     return [i_dec]  -- return the instance declaration
             -- function to generation the function body for a particular function
             -- and constructor
       where gen_render (conName, components) vars 
                 -- function name is based on constructor name  
               = let funcName = makeName $ unCapalize $ nameBase conName 
                 -- choose the correct builder function
                     headFunc = case vars of
                                     [] -> "func_out"
                                     otherwise -> "build" 
                      -- build 'funcName parm1 parm2 parm3 ...
                   in appsE $ (varE $ mkName headFunc):funcName:vars -- put it all together
             -- equivalent to 'funcStr where funcStr CONTAINS the name to be returned
             makeName funcStr = (appE (varE (mkName "mkName")) (litE $ StringL funcStr))

Aşağıdaki işlevleri ve türleri kullanır.

İlk olarak kodu daha okunaklı hale getirmek için bazı eş anlamlılar yazın.

type Constructor = (Name, [(Maybe Name, Type)]) -- the list of constructors
type Cons_vars = [ExpQ] -- A list of variables that bind in the constructor
type Function_body = ExpQ 
type Gen_func = Constructor -> Cons_vars -> Function_body
type Func_name = Name   -- The name of the instance function we will be creating
-- For each function in the instance we provide a generator function
-- to generate the function body (the body is generated for each constructor)
type Funcs = [(Func_name, Gen_func)]

Yeniden kullanılabilir ana işlev. Örneğin işlevlerini oluşturmak için ona işlevler listesini iletiriz.

-- construct an instance of class class_name for type for_type
-- funcs is a list of instance method names with a corresponding
-- function to build the method body
gen_instance :: Name -> TypeQ -> [Constructor] -> Funcs -> DecQ
gen_instance class_name for_type constructors funcs = 
  instanceD (cxt [])
    (appT (conT class_name) for_type)
    (map func_def funcs) 
      where func_def (func_name, gen_func) 
                = funD func_name -- method name
                  -- generate function body for each constructor
                  (map (gen_clause gen_func) constructors)

Yukarıdakilerin bir yardımcı işlevi.

-- Generate the pattern match and function body for a given method and
-- a given constructor. func_body is a function that generations the
-- function body
gen_clause :: (Constructor -> [ExpQ] -> ExpQ) -> Constructor -> ClauseQ
gen_clause func_body data_con@(con_name, components) = 
      -- create a parameter for each component of the constructor
   do vars <- mapM var components
      -- function (unnamed) that pattern matches the constructor 
      -- mapping each component to a value.
      (clause [(conP con_name (map varP vars))]
            (normalB (func_body data_con (map varE vars))) [])
       -- create a unique name for each component. 
       where var (_, typ) 
                 = newName 
                   $ case typ of 
                     (ConT name) -> toL $ nameBase name
                     otherwise   -> "parm"
               where toL (x:y) = (toLower x):y

unCapalize :: [Char] -> [Char]
unCapalize (x:y) = (toLower x):y

Ve Syb III / replib 0.2'den bazı ödünç alınan yardımcı kodlar.

typeInfo :: DecQ -> Q (Name, [Name], [(Name, Int)], [(Name, [(Maybe Name, Type)])])
typeInfo m =
     do d <- m
        case d of
           d@(DataD _ _ _ _ _) ->
            return $ (simpleName $ name d, paramsA d, consA d, termsA d)
           d@(NewtypeD _ _ _ _ _) ->
            return $ (simpleName $ name d, paramsA d, consA d, termsA d)
           _ -> error ("derive: not a data type declaration: " ++ show d)

     where
        consA (DataD _ _ _ cs _)    = map conA cs
        consA (NewtypeD _ _ _ c _)  = [ conA c ]

        {- This part no longer works on 7.6.3
        paramsA (DataD _ _ ps _ _) = ps
        paramsA (NewtypeD _ _ ps _ _) = ps
        -}

        -- Use this on more recent GHC rather than the above
        paramsA (DataD _ _ ps _ _) = map nameFromTyVar ps
        paramsA (NewtypeD _ _ ps _ _) = map nameFromTyVar ps

        nameFromTyVar (PlainTV a) = a
        nameFromTyVar (KindedTV a _) = a


        termsA (DataD _ _ _ cs _) = map termA cs
        termsA (NewtypeD _ _ _ c _) = [ termA c ]

        termA (NormalC c xs)        = (c, map (\x -> (Nothing, snd x)) xs)
        termA (RecC c xs)           = (c, map (\(n, _, t) -> (Just $ simpleName n, t)) xs)
        termA (InfixC t1 c t2)      = (c, [(Nothing, snd t1), (Nothing, snd t2)])

        conA (NormalC c xs)         = (simpleName c, length xs)
        conA (RecC c xs)            = (simpleName c, length xs)
        conA (InfixC _ c _)         = (simpleName c, 2)

        name (DataD _ n _ _ _)      = n
        name (NewtypeD _ n _ _ _)   = n
        name d                      = error $ show d

simpleName :: Name -> Name
simpleName nm =
   let s = nameBase nm
   in case dropWhile (/=':') s of
        []          -> mkName s
        _:[]        -> mkName s
        _:t         -> mkName t