如何手动推断表达式的类型

2024-05-11

给定 Haskell 函数:

head . filter fst

现在的问题是如何手动“手动”找到类型。如果我让 Haskell 告诉我我得到的类型:

head . filter fst :: [(Bool, b)] -> (Bool, b) 

但我想了解仅使用所用函数的签名来了解它是如何工作的,其定义如下:

head :: [a] -> a
(.) :: (b -> c) -> (a -> b) -> a -> c
filter :: (a -> Bool) -> [a] -> [a]
fst :: (a, b) -> a

编辑:这么多很好的解释......选择最好的一个并不容易!


类型是使用通常称为的过程推断的统一 http://en.wikipedia.org/wiki/Unification_%28computer_science%29。 哈斯克尔属于欣德利-米尔纳 http://en.wikipedia.org/wiki/Hindley%E2%80%93Milner家庭,是团结 它用来确定表达式类型的算法。

如果统一失败,则表达式存在类型错误。

表达方式

head . filter fst

通过。让我们手动进行统一,看看为什么会得到这样的结果 我们得到什么。

让我们从filter fst:

filter :: (a -> Bool) -> [a] -> [a]
fst :: (a' , b') -> a'                -- using a', b' to prevent confusion

filter需要一个(a -> Bool),那么一个[a]给另一个[a]。在表达式中filter fst,我们传递给filter论证fst,其类型为(a', b') -> a'。 为此,类型fst 必须统一与类型filter的第一个参数:

(a -> Bool)  UNIFY?  ((a', b') -> a')

算法unifies两种类型的表达式并尝试bind多种类型变量(例如a or a')到实际类型(例如Bool).

只有这样才可以filter fst导致有效的类型化表达式:

filter fst :: [a] -> [a]

a'显然是Bool。所以类型variable a'解析为Bool. And (a', b')可以统一到a. So if a is (a', b') and a' is Bool, Then a只是(Bool, b').

如果我们传递了一个不兼容的参数filter, 例如42 (a Num), 的统一Num a => a with a -> Bool会失败,因为这两个表达式 永远无法统一为正确的类型表达式。

回到

filter fst :: [a] -> [a]

这是一样的a我们正在谈论,所以我们替换它的位置 上次统一的结果:

filter fst :: [(Bool, b')] -> [(Bool, b')]

接下来一点,

head . (filter fst)

可以写成

(.) head (filter fst)

So take (.)

(.) :: (b -> c) -> (a -> b) -> a -> c

因此,为了实现统一,

  1. head :: [a] -> a必须统一(b -> c)
  2. filter fst :: [(Bool, b')] -> [(Bool, b')]必须统一(a -> b)

从(2)我们得到a IS b在表达式中(.) :: (b -> c) -> (a -> b) -> a -> c)`

所以类型变量的值a and c在里面 表达(.) head (filter fst) :: a -> c很容易分辨,因为 (1) 给出了我们之间的关系b and c, that: b是一个列表c。 据我们所知a to be [(Bool, b')], c只能统一到(Bool, b')

So head . filter fst成功进行类型检查,如下所示:

head . filter fst ::  [(Bool, b')] -> (Bool, b')

UPDATE

看看如何统一从不同点开始这个过程是很有趣的。 我选择了filter fst首先,然后继续(.) and head但正如其他例子 表明,统一可以通过多种方式进行,这与数学的方式不同 证明或定理推导可以通过不止一种方式完成!

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