何时在Haskell中选择“Natural”而不是“Integer”？

Question

不久前我在base中发现了Natural数据类型。在我看来，当您打算使用非负整数类型时，应该使用它。但是并不完全清楚为什么我应该更喜欢Natural而不是Integer。两种类型都具有任意精度，并且都具有相当优化的运行时表示-Integer表示和Natural表示。但是，当您减去自然数时，Natural可能会抛出纯异常，这并没有真正为您的代码增加更多的类型安全性。而Integer在所有软件包中更受欢迎。

那么，何时以及为什么应该使用Natural？

- Shersh

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这可能有点主观，但我的标准是“如果你宁愿选择运行时错误而不是负结果，请选择Natural”。 - chi

@chi 同意。虽然我们在 Num 类型类中有 negate 和 (-)，但我们无法阻止减法的发生。 - Shersh

Answer 1

我不明白为什么你要使用Natural或者 Integer。为什么不用Rational呢？它是任意精度的，拥有优化的运行表示，并且适用于自然数、整数，以及有理数！

我的观点是，我们应该选择在语义上有意义的类型。我们可以使用自然数来计算街道上的房屋数量，使用整数来记录下一场高尔夫比赛，使用有理数来分割一个新鲜的蓝莓派。

- erisco

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我不知道这段话中有哪些部分是讽刺的。我认为你应该更清楚地表达你的观点。 - leftaroundabout

@leftaroundabout，我鼓励你以不同的修辞风格再添加一个答案。 - erisco

@erisco 选择Natural的原因是语义感觉是一个很好的理由。但是，为什么不使用newtype Natural = Natural Integer呢？Rational比Integer或Natural慢得多，因为需要不断调用gcd函数。但是不清楚哪个——Natural还是Integer——由于编译器优化和内联等所有东西而变慢。我的问题不仅仅是“我有两种类型，嗯...我应该使用哪个？我太蠢了，我不能选择”。而是为什么要创建这样的具有这种语义的Natural类型。为什么要使用异常而不是饱和？我可以获得什么好处？ - Shersh

@erisco为什么Haskell本身不坚持语义上合理的选择呢？例如，:t length显示其结果类型为Int而非Natural，如果你自己想坚持语义上合理的选择，这可能很烦人。length的类型设计背后的动机是什么？ - wstomv

@TomVerhoeff 使用“Int”的动机是因为大多数CPU上32位有符号整数操作速度更快。否则，您可以使用“genericLength”。 - erisco