Haskell不可拒绝模式匹配

Question

Haskell不可拒绝模式匹配

haskellfunctional-programmingpattern-matching

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为了在Haskell路径上获得一个良好的开端，我选择了其创建者Hudak的一本书。因此，我正在学习《Haskell入门》。

我试图理解以下语句，但卡住了：

“从技术上讲，形式参数也是模式，但它们永远不会匹配失败。”

通过我的一点经验，比如对C这样的非函数语言的相对较大熟悉，我可以确定形式参数是函数定义中的参数。所以，如果在C中有一个如下的函数：

int func_add(int a, int d)

如果我没记错的话，那么传递字符串等其他类型的值将在模式匹配中失败。因此，调用 func_add 时传递 func_add("trs", 5) 是一种模式不匹配的情况。

类似的情况在 Haskell 中也可能发生，当代码通过传递不同类型的参数来调用函数时，很可能会出现错误的理解或解释。

那么，为什么说在 Haskell 中形式参数是不可辩驳的模式匹配呢？

- Agnivesh Singh

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在某种意义上，你可以概括为“变量是不可反驳的，字面常量是可反驳的，组合如果任何一部分是可反驳的，则整个组合都是可反驳的”。对于只有一个构造函数（例如元组）的类型，像 (x, y) 这样看似可反驳的模式（或者，它可以被重写为 (,) x y，一个可反驳的字面常量后跟两个不可反驳的变量）可以被视为不可反驳的，因为经过类型检查后，只有由 (,) 创建的值是合法的。 - chepner

因此，形式参数是不可否认的，因为它是一个变量。 - chepner

3个回答

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不，传递其他类型的值并不是模式匹配中的失败。这是一种类型错误，代码甚至无法编译。形式参数是“良好类型化程序”的不可否认的模式，而编译器只允许你运行这种类型的程序。

- Tarmil

只有在函数式语言（或者是强类型或严格类型的语言）中才会出现编译错误，对吗？ - Agnivesh Singh

我猜在“c”中，编译器不会检查这个。 - Agnivesh Singh

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在Haskell中，您可以以多种方式定义类型。其中一种是引入一个“sum type”，示例如下：：
data FooBar = Foo Int | Bar Bool

您可以尝试编写像这样的函数，使用模式匹配：
myFunction (Foo x) = x

但是，那将是一个部分匹配的函数，如果你尝试使用myFunction (Bar False)调用它，你会得到一个异常。

另一方面，你也可以定义单例和类型，像这样：

data MyInt = MyInt Int

这里，您可以编写这样的函数：
myFunction' (MyInt x) = x

在这里，您仍然使用模式匹配，但由于只有一个情况，因此这是完全匹配。如果调用代码编译，则匹配不会失败。
上面的MyInt实际上只是Int的包装器，因此您可以说，如果编写一个函数，该函数接受Int，就像这样，这是相同类型的模式匹配：
myFunction'' :: Int -> Int myFunction'' x = x + 42

虽然 Int 没有一个值构造器可以用于模式匹配，但是 x 是一个模式，总是匹配一个 Int 值。因此，您可以说函数参数是一个总是成功的匹配。

- Mark Seemann

Seeman：非常感谢，但我认为在完全理解你的答案之前，我需要更多地了解类型构造函数和数据构造函数。 - Agnivesh Singh

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可以查看英文原文，
原文链接

- Willem Van Onsem · Accepted Answer

您描述的不是一种"模式"，而是一种"类型"。Haskell 也有类型，并且这些类型在编译时解析。每种类型可以有几个模式。例如，列表被定义为：

data Color = Red | Green | Blue | Other String

现在我们可以定义一个名为foo的函数：

foo :: Color -> String
foo <b>Red</b> = "Red"
foo <b>Green</b> = "Green"
foo <b>Blue</b> = "Blue"
foo <b>(Other s)</b> = s

粗体字中的元素都是模式。但这些并非不可反驳：第一个将检查我们是否给予函数一个Red，第二个则检查我们是否给了它Green，第三个检查值是否为Blue，最后我们有一个模式(Other s)，它将与所有Other模式匹配（无论s的值是什么），因为s是一个变量，而变量是一个不可反驳的模式：我们不对字符串的值进行任何检查。

请注意，这些检查是在运行时进行的：然而，如果我们调用foo"Red"，我们将在编译时得到类型错误，因为Haskell编译器知道foo的类型是Color -> String。

如果我们写成：

foo :: Color -> String
foo <b>c</b> = "Some color"
foo Red = "Red"

c是一个不可反驳的模式：它将匹配任何Color对象，因此第二行foo Red永远不会匹配，因此c是一个不可反驳的模式。