在Haskell中是否可以定义自定义的守卫机制？

Question

如果您查看catches的示例：

 f = expr `catches` [Handler (\ (ex :: ArithException) -> handleArith ex),
                     Handler (\ (ex :: IOException)    -> handleIO    ex)]

看起来catches定义了一个自定义机制来匹配模式（两种异常类型）。我错了吗？或者这可以概括为允许定义一个函数，该函数可以接受能够匹配某个模式的lambda函数吗？

编辑：FYI下面是GHC catches的源代码。如果有人能够解释一下它是如何工作的，那就太好了。

catches :: IO a -> [Handler a] -> IO a
catches io handlers = io `catch` catchesHandler handlers

catchesHandler :: [Handler a] -> SomeException -> IO a
catchesHandler handlers e = foldr tryHandler (throw e) handlers
    where tryHandler (Handler handler) res
              = case fromException e of
                Just e' -> handler e'
                Nothing -> res

- me2

Answer 1

这是使用作用域类型变量 GHC扩展的示例。点击链接了解更多信息。

基本上，您需要定义有关类型的断言，以便在匹配之前必须满足该模式。因此，是类似于保护，但并非完全如此。

这个特定示例是如何工作的？深入“base”库的源代码来了解：

class (Show e) => Exception e where
    toException   :: e -> SomeException
    fromException :: SomeException -> Maybe e

data SomeException = forall e . Exception e => SomeException e

instance Exception IOException where
    toException = IOException
    fromException (IOException e) = Just e
    fromException _ = Nothing

instance Exception ArithException where
    toException = ArithException
    fromException (ArithException e) = Just e
    fromException _ = Nothing

我们可以看到，IOException和ArithException是实现了类型类Exception的不同类型。我们还可以看到，toException/fromException是一种包装/解包机制，它允许我们将Exception类型的值转换为IOException、ArithException等类型的值，反之亦然。

因此，我们可以这样写：

f = expr `catches` [Handler handleArith,
                    Handler handleIO]

handleArith :: ArithException -> IO ()
handleArith ex = ....

handleIO :: IOException -> IO ()
handleIO ex = ....

假设发生了IOException异常。当catchesHandler处理处理程序列表的第一个元素时，它调用tryHandler，tryHandler又调用fromException。从tryHandler的定义中可以得出，fromException的返回类型应该与handleArith的参数类型相同。另一方面，e的类型是Exception，即IOException...。因此，类型的作用如下（这不是有效的Haskell代码，但我希望你能理解我的意思）：

fromException :: (IOException ...) -> Maybe ArithException

从 instance Exception IOException ... 可以立即得出结果为 Nothing，因此该处理程序被跳过。同样的推理，下一个处理程序将被调用，因为 fromException 将返回 (Just (IOException ...))。

因此，您使用了 handleArith 和 handleIO 的类型签名来指定何时调用每个函数，fromException/toException 确保以这种方式发生。

如果您想要的话，您还可以在 f 的定义中限制 handleIO 和 handleArith 的类型，使用作用域类型变量。可以说，这可以提高可读性。

最后，作用域类型变量在这里不是主要角色。它们只是为了方便而使用的。玩弄这种技巧的主要机器是 fromException/toException 和其它相关函数。作用域类型变量只允许您拥有更接近于 guard patterns 的语法。

- ADEpt

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作用域类型变量如何涉及？我在捕获源代码中没有看到这种机制的运作。 - me2

Answer 2

case () of 
  ()| foo expr1 -> handleFooCase
    | bar expr2 -> handleBarCase
    | otherwise -> blah

- Thomas Eding