了解Haskell中的數據結構

Question

我的作業有問題（主題是：“功能數據結構”）。 請理解我不希望任何人解決我的作業。 我只是理解這個結構的問題：

data Heap e t = Heap {
 empty :: t e,
 insert :: e -> t e -> t e,
 findMin :: t e -> Maybe e,
 deleteMin :: t e -> Maybe (t e),
 merge :: t e -> t e -> t e,
 contains :: e -> t e -> Maybe Int
}

在我的理解中，“空”“插入”等是可以應用於“堆”類型數據的函數。 現在我只想了解“Heap”的樣子。 所以我輸入的內容如下：

  a = Heap 42 42

但我得到的錯誤我無法真正使用。

也許這是一個愚蠢的問題，我只是無緣無故地停留在這一點上，但此刻它正在殺死我。 感謝任何幫助

Answer 1

如果您真的希望了解該類型，則需要首先了解一些必要條件。

類型和值（和函數）

首先，您需要了解哪些類型和值。 我假設你明白這一點。 例如，你理解"hello"作為一個值與它的類型之間的分離， String和你清楚地理解當我說a = "hello" :: String時它意味着什么：

a :: String
a = "hello"

如果您不理解，那么您需要研究Haskell中的值和類型。 這里有無數的書可以提供幫助，例如我幫助創作的這本書： http ： //happylearnhaskelltutorial.com

我也會假設您了解功能和currying是什么，以及如何使用它們。

多態類型

其次，由於您的示例包含類型變量，您需要了解它們是什么。 也就是說，您需要了解多態類型是什么。 所以，例如， Maybe a或者Either ab ，你需要理解Maybe String與Maybe Int不同之處以及Num a => [a]甚至是什么，比如Num a => [Maybe a]是。

同樣，有許多免費或付費書籍可以提供幫助，上面的例子也涵蓋了這一點。

代數數據類型

接下來是代數數據類型。 這是Haskell的一個非常酷的功能。 類似Haskell的語言，比如Elm和Idris，以及像Rust這樣的其他語言。 它允許您定義自己的數據類型。 這些不僅僅是像其他語言中的Structs這樣的東西，是的，它們甚至可以包含函數。

Maybe實際上是代數數據類型的一個例子。 如果您了解這些，您就會知道：

data Direction = North | South | East | West

定義一個名為Direction的數據類型，其值只能是North ， South ， East或West ，並且您將知道您還可以使用上面的polymorhpic類型變量來參數化您的類型，如下所示：

data Tree a = EmptyNode | Node (Tree a) (Tree a)

它使用兩個選項（如上面的Direction 類型 ）以及參數化。

除此之外，您還可以在每個值中包含多種類型 。 這些被稱為產品類型 ，Haskell的代數數據類型可以表示為可以包含產品類型的Sum類型的組合。 例如：

type Location = (Float, Float)
data ShapeNode = StringNode Location String | CircleNode Location Float | SquareNode Location Float Float

也就是說，每個值可以是StringNode ， CircleNode或SquareNode ，並且在每種情況下，給每個值賦予不同的字段集。 例如，要創建StringNode ，您需要傳遞構造函數的值，如下所示： StringNode (10.0, 5.3) "A String" 。

同樣，免費提供的書籍將更詳細地介紹這些內容，但我們現在正朝着不僅僅是對Haskell的基本理解的方向前進。

最后，為了充分理解您的示例，您需要了解...

記錄類型

記錄類型與上面的產品類型相同，只是字段是標記的而不是匿名的。 因此，您可以像這樣定義形狀節點數據類型，而不是：

type Location = (Float, Float)

data ShapeNode
  = StringNode { stringLocation :: Location, stringData :: String }
  | CircleNode { circleLocation :: Location, radius :: Float }
  | SquareNode { squareLocation :: Location, length :: Float, height :: Float }

每個字段都被命名，您不能在數據值中重復相同的名稱。

除此之外，您需要的所有內容都是為了理解上面的示例，即實現您的示例包含所有這些內容，以及您在所擁有的數據類型中具有作為記錄字段值的函數的事實。

徹底充實你的理解而不是跳過任何步驟是一個好主意，那么你將來可以更容易地遵循這些事情。 ：） 祝你好運！

Answer 2

Heap是六個元素的記錄。 要創建該類型的值，您必須提供所有六個元素。 假設您有適當的值和函數，您可以創建如下值：

myHeap = Heap myEmpty myInsert myFindMin myDeleteMin myMerge myContains

然而，這似乎不是慣用的Haskell設計。 為什么不定義與數據無關的泛型函數，或者，如果必須將它們捆綁在一起，則為類型類？