Debugging Haskell调试任意lambda表达式

我有一组lambda表达式，我正在传递给其他lambda。所有lambda只依赖于它们的参数，它们不调用任何外部函数。当然，有时它会变得非常混乱，我会将参数数量不正确的函数传递给另一个函数，从而创建一个GHCi异常

我想制作一个调试函数，它将接受一个任意lambda表达式（具有未知数量的参数），并根据lambda的结构和函数返回一个字符串

例如，假设我有以下lambda表达式：

i = \x -> x
k = \x y -> x
s = \x y z -> x z (y z)

debug（sk）

应返回

“\ab->b”

debug（sk）

应该返回

“\ab->aba”

（如果我正确简化了它）

debug s

应返回

“\a b c->a c（b c）”

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这样做的好方法是什么？

我认为这样做的方法是在Haskell中定义一个小的lambda演算DSL（或使用现有的实现）。这样，您就不用使用原生Haskell公式，而是编写如下内容

k = Lam "x" (Lam "y" (App (Var "x") (Var "y")))
s = Lam "x" (Lam "y" (Lam "z" (App (App (Var "x") (Var "z")
                                   (App (Var "y") (Var "z"))))

同样地，对于

s

和

i

。然后编写/使用求值函数，以便编写

debug e = eval e
debug (App s k)

这将以您自己的语法提供最终形式。此外，您还需要一种解释器来将DSL语法转换为Haskell，以便您可以实际使用代码中的函数

实现这一点看起来确实需要很多（棘手的）工作，而且这可能不是您想要的（特别是如果您需要对类型化语法进行评估），但我相信这将是一次很好的学习体验。一个好的参考是。使用现有的实现会容易得多（但没有那么有趣：）

如果这仅仅是为了调试目的，您可以查看ghc编译到的核心语法。请参见，要使用的ghc标志是-ddump siml。但这意味着要查看生成的代码，而不是在程序中生成表示。我也不确定您能够在多大程度上轻松地识别核心代码中的特定函数（我没有这方面的经验）

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如果使用show on函数可以提供您描述的输出类型，那当然很酷，但可能有很好的理由说明函数不是show的一个实例（我不能告诉您）。

您实际上可以通过使用模板Haskell的漂亮打印来实现这一点，该模板是GHC现成的

首先，格式化函数应在单独的模块中定义（这是第个限制）：

然后使用它：

{-# LANGUAGE TemplateHaskell #-}
import LambdaPrint

y :: a -> a
y = \a -> a
$(return []) --workaround for GHC 7.8+

test = $(showDef 'y)

结果或多或少可读，不包括完全限定名：

*Main> test
"Main.y :: forall a_0 . a_0 -> a_0"

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对发生的事情说几句话

showDef

是一个宏函数，它具体化了环境中某个名称的定义，并以字符串文字表达式的形式漂亮地打印出来。要使用它，您需要引用lambda的名称（使用

”

）并将结果（这是一个带引号的字符串表达式）拼接到某个表达式中（使用

$（…）

）。

在Haskell中不是这样，这种信息在编译时会被删除。您可能可以使用模板haskell来实现它，但这并不简单。在实现lambda演算方面有很多资源。是一个特别好的方法，包括不同复杂程度的计算实现。在Hackage上似乎还有一些小的实现，您可以使用它们。Haskell是一种静态类型语言。它实际上并没有深入地涉及lambda演算，除非lambda恰好是一种编写笛卡尔闭范畴表达式的有用方法。但是直接使用类型来了解函数的功能要比查看一些等价的lambda表达式更有效率。对于您试图实现的目标，类似于Scheme的语言更合适。有帮助吗？对不起，我的解决方案似乎是错误的

reify

ing变量声明实际上并不包含其定义，因此

showDef

仅显示类型。这就是文档中对主体的描述：“目前，该值始终为零：由于缺乏兴趣，返回RHS尚未实现。”

*Main> test
"Main.y :: forall a_0 . a_0 -> a_0"