不同类型的清单是什么？

Question

不同类型的清单是什么？

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data Plane = Plane { point :: Point, normal :: Vector Double }
data Sphere = Sphere { center :: Point, radius :: Double }

class Shape s where
    intersect :: s -> Ray -> Maybe Point
    surfaceNormal :: s -> Point -> Vector Double

我已经把 Plane 和 Sphere 都设为 Shape 的实例。

我尝试把球体和平面存储在同一个列表中，但是它不起作用。我知道这不应该起作用，因为 Sphere 和 Plane 是两种不同的类型，但它们都是 Shape 的实例，所以它不应该起作用吗？那我该如何将形状和平面存储在列表中呢？

shapes :: (Shape t) => [t]
shapes = [ Sphere { center = Point [0, 0, 0], radius = 2.0 },
         Plane { point = Point [1, 2, 1], normal = 3 |> [0.5, 0.6, 0.2] }
         ]

- Arlen

1

http://www.haskell.org/haskellwiki/Heterogenous_collections - Cat Plus Plus

2

我知道异构集合，但这是我想避免的东西。 - Arlen

2个回答

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您正在寻找一个异构列表，这是大多数Haskellers不太喜欢的，即使他们在学习Haskell时也曾问过自己这个问题。

您可以这样写：

shapes :: (Shape t) => [t]

这段话的意思是，列表的类型为 t，所有元素都是相同的且恰好是形状（相同的形状！）。换句话说 - 不，它不应该像你想象的那样工作。

处理这个问题有两种常见的方法（首先是 Haskell 98 的方法，其次是我不建议的更高级的方法）： 使用新类型 来静态地联合感兴趣的子类型：

data Foo = F deriving Show
data Bar = B deriving Show

data Contain = CFoo Foo | CBar Bar deriving Show
stuffExplicit :: [Contain]
stuffExplicit = [CFoo F, CBar B]

main = print stuffExplicit

这很好，因为它很直观，你不会失去关于列表中包含的内容的任何信息。你可以确定第一个元素是一个Foo，第二个元素是一个Bar。缺点是，你必须显式地添加每个组件类型，通过创建一个新的Contain类型构造函数。如果这是不可取的，请继续阅读。 使用存在类型：另一种解决方案涉及失去有关元素的信息 - 你只保留，比如说，元素属于特定类的知识。因此，你只能在列表元素上使用来自该类的操作。例如，下面的代码只会记住元素属于Show类，因此你只能对元素使用多态的Show函数：

data AnyShow = forall s. Show s => AS s

showIt (AS s) = show s

stuffAnyShow :: [AnyShow]
stuffAnyShow = [AS F, AS B]

main = print (map showIt stuffAnyShow)

这需要对Haskell语言进行一些扩展，即ExplicitForAll和ExistentialQuantification。我们必须显式地定义showIt（使用模式匹配来解构AnyShow类型），因为你不能为使用存在量化的数据类型使用字段名称。

还有更多的解决方案（希望另一个答案会使用Data.Dynamic - 如果没有人使用并且您感兴趣，则可以阅读相关文献并随时发布任何阅读所产生的问题）。

- Thomas M. DuBuisson

第一种方法是我尝试的第一件事，但效果不太好。我不确定是否喜欢第二种方法！我也想避免使用扩展程序。 - Arlen

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可以查看英文原文，
原文链接

- luqui · Accepted Answer

这个问题代表了面向对象和函数式思维之间的一个转折点。即使是经验丰富的Haskellers有时仍处于这种心理转变中，他们的设计经常陷入Thomas答案中提到的存在类型类模式。

解决这个问题的函数式方案涉及将类型类实现为一个数据类型（通常一旦完成这个步骤，就不再需要类型类）：

data Shape = Shape {
    intersect :: Ray -> Maybe Point,
    surfaceNormal :: Point -> Vector Double
}

现在你可以轻松构建一个 Shape 的列表，因为它是单态类型。由于 Haskell 不支持向下转换，因此通过删除 Plane 和 Sphere 之间的表示区别，不会丢失任何信息。这些特定的数据类型变成了构建 Shape 的函数：

plane :: Point -> Vector Double -> Shape
sphere :: Point -> Double -> Shape

如果 Shape 数据类型无法捕获您需要了解的有关形状的所有内容，则可以使用代数数据类型枚举不同情况，就像 Thomas 建议的那样。但是，如果可能的话，我建议避免这样做；相反，尝试找到您所需要的形状的基本特征，而不仅仅是列出一些示例。