将数据类型变成Haskell中Show的实例

Question

我需要将以下数据类型作为 Show 的实例：

data Tree a b = Branch b (Tree a b) (Tree a b) | Leaf a 

我是一个相对新手，但首先，我解释了这个声明：

"我们创建了一个名为Tree的新类型，它使用类型a和b进行参数化。一棵树可以是两种东西之一：Branch，它保存了类型为b的数据项以及另外两棵树，或者是Leaf，它保存了类型为a的数据项。"

现在，我需要制作一种漂亮的“显示”方式（嵌套分支等），而不使用deriving。到目前为止，我只在模块Main中编写函数，并在解释器窗口中加载/播放它们，因此我以前实际上并没有使用构造函数等来做事情。尽管如此，我认为我可以从在我的文件中声明树数据类型开始，就像问题开头所示，然后从那里开始。

当我尝试“Show”时，没有太大的成功，我想也许我需要先定义一小部分树以及如何“Show”它，然后再尝试整个树：

data Leaf a = Leaf a

instance Show (Leaf a) where
show (Leaf a) = ??? 

我在 ??? 处尝试了很多方法，比如 "a"，只有 a 自己，putStrLn 等等，但是当我使用类似于以下方式时，都没有打印出 a 的值。

>show (Leaf 3)

实际上，我在很多情况下都遇到过这种情况，这可能意味着我没有正确地定位事物：

Ambiguous occurrence `show'
    It could refer to either `Main.show', defined at a2.hs:125:1
                          or `Prelude.show',
                             imported from `Prelude' at a2.hs:2:8-11
                             (and originally defined in `GHC.Show')

我尝试通过调用 "Main.show" 来解决这个问题，但显然不起作用。

我想我的问题是，我该去哪里解决这个问题呢...或者只是简单地说，"我如何修复 Leaf 的“Show”实用程序，以便我可以找出如何扩展它？"（假设我必须先定义它...）

- norman

Answer 1

你必须像这样开始：

data Tree a b = Branch b (Tree a b) (Tree a b) | Leaf a

instance (Show a, Show b) => Show (Tree a b) where
    show (Leaf x) = show x
    show (Branch p l r) = ???

要显示一个 Tree a b，你首先需要能够显示 a 和 b。这就是 (Show a, Show b) => 这部分所做的事情，它指定了您的实例需要的前提条件。

- Daniel

Answer 2

这里有一个小提示：通过编写

 instance Show (Leaf a) where
 show (Leaf a) = ???

实际上，您所做的是定义了一个空的 Show 实例，然后是一个顶层的 show 函数。这就是为什么会出现 "ambiguous show" 错误的原因；您定义了一个新的 show 函数，其名称与现有函数冲突。

您想要表达的意思是：

 instance Show (Leaf a) where
   show (Leaf a) = ???

请注意第二行现在已经缩进了。这意味着您正在重新定义现有的 show 方法，正如您预期的那样。

- MathematicalOrchid

Answer 3

最简单的答案是自动派生一个Show实例：

data Tree a b = Branch b (Tree a b) (Tree a b) | Leaf a deriving Show

但是假设这不会给你想要的格式输出。如果你想要定义自己的Show示例，你需要执行以下操作：

instance (Show a, Show b) => Show (Tree a b) where
    show (Leaf a) = "Leaf " ++ (show a)
    show (Branch b l r) = "Branch " ++ (show b) ++ " { " ++ l ++ ", " ++ r " }"

如果你读到了第一行，可能的理解是，“假设a和b都是Show类型类的实例，那么Tree a b也是Show类型类的实例...”。此外，缩进很重要。它可能会在你复制粘贴的代码片段中混乱，但你必须将show函数定义缩进到instance声明下面。

- mergeconflict

Answer 4

您的数据类型非常适合使用 deriving Show。

data Tree a b = Branch b (Tree a b) (Tree a b) | Leaf a deriving Show

这将自动生成相应的Show实例。

如果您想手动创建Show实例，以下是思考过程。

首先，基本骨架：

instance Show (Tree a b) where
   -- show :: Tree a b -> String
   show (Branch b ltree rtree) = {- some string -}
   show (Leaf a) = {- some string -}

现在我们知道需要以字符串形式显示类型为a和b的值。当然，这意味着我们需要能够直接调用它们的show方法，因此a和b必须具有Show实例。以下是如何完成的：

instance (Show a, Show b) => Show (Tree a b) where
   -- show :: Tree a b -> String
   show (Branch b ltree rtree) = {- some string -}
   show (Leaf a) = {- some string -}

然后只需用适当的字符串填充空白，例如：

instance (Show a, Show b) => Show (Tree a b) where
   -- show :: Tree a b -> String
   show (Branch b ltree rtree) = "(( " ++ show ltree ++ " ) <-- ( " ++ b ++ " ) --> ( " ++ show rtree ++ " ))"
   show (Leaf a) = "L " ++ show a

- Matt S