如何在 Haskell 中編寫錯誤類型？

Question

在較大的 Haskell 應用程序中，是否有一致的最佳實踐來聚合和處理跨多個函數層的類型錯誤？

從介紹性文本和Haskell Wiki 來看，我認為純函數應該是全部的——也就是說，將錯誤作為其共同域的一部分進行評估。 運行時異常無法完全避免，但應僅限於 IO 和異步計算。

如何在純同步函數中構建錯誤處理？ 標准建議是使用Either作為返回類型，然后為 function 可能導致的錯誤定義代數數據類型 (ADT)。例如：

data OrderError
    = NoLineItems
    | DeliveryInPast
    | DeliveryMethodUnavailable

mkOrder :: OrderDate -> Customer -> [lineIntem] -> DeliveryInfo -> Either OrderError Order

但是，一旦我嘗試將多個產生錯誤的函數組合在一起，每個函數都有自己的錯誤類型，我該如何組合錯誤類型？ 我想將所有錯誤匯總到應用程序的 UI 層，在那里錯誤被解釋，可能映射到特定於語言環境的錯誤消息，然后以統一的方式呈現給用戶。 當然，這個錯誤呈現不應該干擾應用程序的域環中的功能，應該是純業務邏輯。

我不想定義一個超級類型——一個包含應用程序中所有可能錯誤的大型 ADT； 因為這意味着 (a) 所有域級代碼都需要依賴於這種類型，這會破壞所有模塊化，並且 (b) 這將創建對於任何給定 function 來說太大的錯誤類型。

或者，我可以在每個組合 function 和 map 中定義一個新的錯誤類型，將單個錯誤組合為組合錯誤類型：假設funA帶有 error-ADT ErrorA ，而funB帶有ErrorB 。 如果funC ，錯誤類型為ErrorC ，同時適用funA和funB ， funC需要 map 從ErrorA和ErrorB的所有錯誤案例到屬於ErrorC的新案例。 這似乎是很多樣板。

第三種選擇可能是funC包裝來自funA和funB的錯誤：

data ErrorC
    = SomeErrorOfFunC
    | ErrorsFromFunB ErrorB
    | ErrorsFromFunA ErrorA

通過這種方式，映射變得更容易，但 UI 環中的錯誤處理需要了解應用程序內環中函數的確切嵌套。 如果我重構域環，我確實需要在 UI 中觸摸展開 function 的錯誤。

我確實找到了一個類似的問題，但使用Control.Monad.Exception的答案似乎暗示了運行時異常而不是錯誤返回類型。 這個問題的詳細處理似乎是馬特·帕森（Matt Parson）的這個。 然而，該解決方案涉及幾個 GHC 擴展、類型級編程和鏡頭，對於像我這樣的新手來說，這需要消化很多東西，他們只是想使用 Haskell 編寫一個具有適當“按書”錯誤處理的體面的應用程序表達類型系統。

我聽說 PureScript 的可擴展記錄可以更輕松地組合錯誤枚舉。 但是在 Haskell 中呢？ 有直接的最佳實踐嗎？ 如果是這樣，我在哪里可以找到有關如何操作的文檔或教程？

Answer 1

對於您的可聚合Error類型，我建議您查找驗證：像 Either 但具有累積 Applicative 的數據類型。

該庫正是一個模塊，僅包含少量定義。 package 中的Validation類型本質上是（盡管不是字面意思）：

type Validation e a = Either (NonEmpty e) a

值得指出的是，錯誤的累積是使用應用組合器實現的，即liftA2 、 liftA3和zip 。 您不能在monad理解中累積錯誤，也就是do表示法：

user :: Int -> Validation DomainError User
userId :: User -> Int
post :: Int -> Validation DomainError Post

userAndPost = do 
  u <- user 1
  p <- post . userId $ u
  return $ (u,p)

另一方面，應用版本可能會產生兩個錯誤：

userAndPostA2 = liftA2 (,) (user 1) (post 1)    

上面的userAndPost function 的 monad 版本永遠不會為user和post not found 產生兩個錯誤。 它總是一個或另一個。 應用程序雖然在理論上被認為不如 monad 強大，但在某些實踐中具有獨特的優勢。 應用程序相對於 monad 的另一個優勢是並發性。 再一次看上面的例子，我們可以很容易地推斷出為什么理解中的 monad永遠不能同時執行（注意帖子的獲取如何依賴於獲取的用戶的用戶 id，因此決定一個動作的執行取決於另一個）。

至於您在選擇為所有域級別錯誤定義單個脫節聯合類型DomainError時擔心破壞代碼模塊化，我敢說沒有更好的方法來 model 它，前提是所述特定於域的錯誤類型僅由領域層中的函數構造和傳遞。 一旦說 HTTP 層從域層調用 function ，它就需要將域層的錯誤轉換為它自己的錯誤，例如通過映射 ZC1C425268E68385D1AB5074C17A94F1 的錯誤：

eDomainToHTTP :: DomainError -> HTTPError
eDomainToHTTP InvalidCredentials = Forbidden403
eDomainToHTTP UserNotFound = NotFound404
eDomainToHTTP PostNotFound = NotFound404

使用這樣的 function，您可以輕松地將任何input -> Validation DomainError output為input -> Validation HTTPError output ，從而在您的代碼庫中保持封裝性。