Come funziona il lavoro derivante in Haskell?

I tipi di dati algebrici (ADT) in Haskell possono diventare automaticamente istanze di alcuni typeclass (come Show , Eq ) derivando da essi.

 data Maybe a = Nothing | Just a deriving (Eq, Ord) 

La mia domanda è, come funziona questo deriving , cioè come fa Haskell a sapere come implementare le funzioni del modello di esempio derivato per l’ADT derivante?

Inoltre, perché si sta limitando solo ad alcune classifiche? Perché non riesco a scrivere il mio tipo di dattiloscritta che può essere derivato?

La risposta breve è, magia :-). Questo vuol dire che la derivazione automatica viene elaborata nella specifica Haskell e ogni compilatore può scegliere di implementarla a modo suo. C’è un sacco di lavoro su come renderlo estensibile comunque.

Derive è uno strumento per Haskell che ti consente di scrivere i tuoi meccanismi di derivazione.

GHC forniva un’estensione di class derivabile chiamata Classi generiche , ma veniva usata raramente, in quanto era un po ‘debole. Ora è stato portato fuori e il lavoro è in corso per integrare un nuovo meccanismo generico di derivazione come descritto in questo documento: http://www.dreixel.net/research/pdf/gdmh.pdf

Per ulteriori informazioni, vedere:

Dalla relazione Haskell 98:

Le uniche classi nel Preludio per le quali sono consentite le istanze derivate sono Eq, Ord, Enum, Bounded, Show e Read …

Ecco la descrizione di come derivare queste classi di tipi: http://www.haskell.org/onlinereport/derived.html#derived-appendix

È ansible utilizzare Template Haskell per generare dichiarazioni di istanza in modo simile alle clausole di derivazione.

Il seguente esempio viene rubato senza vergogna dal Wiki Haskell :

In questo esempio usiamo il seguente codice Haskell

 $(gen_render ''Body) 

per produrre la seguente istanza:

 instance TH_Render Body where render (NormalB exp) = build 'normalB exp render (GuardedB guards) = build 'guardedB guards 

La funzione gen_render sopra è definita come segue. (Si noti che questo codice deve essere in un modulo separato dall’utilizzo sopra).

 -- Generate an intance of the class TH_Render for the type typName gen_render :: Name -> Q [Dec] gen_render typName = do (TyConI d) <- reify typName -- Get all the information on the type (type_name,_,_,constructors) <- typeInfo (return d) -- extract name and constructors i_dec <- gen_instance (mkName "TH_Render") (conT type_name) constructors -- generation function for method "render" [(mkName "render", gen_render)] return [i_dec] -- return the instance declaration -- function to generation the function body for a particular function -- and constructor where gen_render (conName, components) vars -- function name is based on constructor name = let funcName = makeName $ unCapalize $ nameBase conName -- choose the correct builder function headFunc = case vars of [] -> "func_out" otherwise -> "build" -- build 'funcName parm1 parm2 parm3 ... in appsE $ (varE $ mkName headFunc):funcName:vars -- put it all together -- equivalent to 'funcStr where funcStr CONTAINS the name to be returned makeName funcStr = (appE (varE (mkName "mkName")) (litE $ StringL funcStr)) 

Che utilizza le seguenti funzioni e tipi.

Prima alcuni sinonimi di tipo per rendere il codice più leggibile.

 type Constructor = (Name, [(Maybe Name, Type)]) -- the list of constructors type Cons_vars = [ExpQ] -- A list of variables that bind in the constructor type Function_body = ExpQ type Gen_func = Constructor -> Cons_vars -> Function_body type Func_name = Name -- The name of the instance function we will be creating -- For each function in the instance we provide a generator function -- to generate the function body (the body is generated for each constructor) type Funcs = [(Func_name, Gen_func)] 

La principale funzione riutilizzabile. Gli passiamo la lista delle funzioni per generare le funzioni dell’istanza.

 -- construct an instance of class class_name for type for_type -- funcs is a list of instance method names with a corresponding -- function to build the method body gen_instance :: Name -> TypeQ -> [Constructor] -> Funcs -> DecQ gen_instance class_name for_type constructors funcs = instanceD (cxt []) (appT (conT class_name) for_type) (map func_def funcs) where func_def (func_name, gen_func) = funD func_name -- method name -- generate function body for each constructor (map (gen_clause gen_func) constructors) 

Una funzione di aiuto di cui sopra.

 -- Generate the pattern match and function body for a given method and -- a given constructor. func_body is a function that generations the -- function body gen_clause :: (Constructor -> [ExpQ] -> ExpQ) -> Constructor -> ClauseQ gen_clause func_body [email protected](con_name, components) = -- create a parameter for each component of the constructor do vars <- mapM var components -- function (unnamed) that pattern matches the constructor -- mapping each component to a value. (clause [(conP con_name (map varP vars))] (normalB (func_body data_con (map varE vars))) []) -- create a unique name for each component. where var (_, typ) = newName $ case typ of (ConT name) -> toL $ nameBase name otherwise -> "parm" where toL (x:y) = (toLower x):y unCapalize :: [Char] -> [Char] unCapalize (x:y) = (toLower x):y 

E qualche codice di aiuto preso in prestito da Syb III / replib 0.2.

 typeInfo :: DecQ -> Q (Name, [Name], [(Name, Int)], [(Name, [(Maybe Name, Type)])]) typeInfo m = do d <- m case d of [email protected](DataD _ _ _ _ _) -> return $ (simpleName $ name d, paramsA d, consA d, termsA d) [email protected](NewtypeD _ _ _ _ _) -> return $ (simpleName $ name d, paramsA d, consA d, termsA d) _ -> error ("derive: not a data type declaration: " ++ show d) where consA (DataD _ _ _ cs _) = map conA cs consA (NewtypeD _ _ _ c _) = [ conA c ] {- This part no longer works on 7.6.3 paramsA (DataD _ _ ps _ _) = ps paramsA (NewtypeD _ _ ps _ _) = ps -} -- Use this on more recent GHC rather than the above paramsA (DataD _ _ ps _ _) = map nameFromTyVar ps paramsA (NewtypeD _ _ ps _ _) = map nameFromTyVar ps nameFromTyVar (PlainTV a) = a nameFromTyVar (KindedTV a _) = a termsA (DataD _ _ _ cs _) = map termA cs termsA (NewtypeD _ _ _ c _) = [ termA c ] termA (NormalC c xs) = (c, map (\x -> (Nothing, snd x)) xs) termA (RecC c xs) = (c, map (\(n, _, t) -> (Just $ simpleName n, t)) xs) termA (InfixC t1 c t2) = (c, [(Nothing, snd t1), (Nothing, snd t2)]) conA (NormalC c xs) = (simpleName c, length xs) conA (RecC c xs) = (simpleName c, length xs) conA (InfixC _ c _) = (simpleName c, 2) name (DataD _ n _ _ _) = n name (NewtypeD _ n _ _ _) = n name d = error $ show d simpleName :: Name -> Name simpleName nm = let s = nameBase nm in case dropWhile (/=':') s of [] -> mkName s _:[] -> mkName s _:t -> mkName t