Haskell派生Show实例

我在玩一棵红黑的树：

-- Taken from Okasaki 1999
module RedBlackTree where

--node coloring data
--a node is R (red) or B (black)
data Color = R | B

--tree constructor
--a RBT can be E (empty) or be T (a non empty tree)
data RBT e = E | T Color (RBT e) e (RBT e)

--set operations on tree
type Set a = RBT a

--define an empty set
empty :: Set e
empty = E

--define a member of a set
--Sees if an item of type e is
--in a set if type e elements
member :: (Ord e) => e -> Set e -> Bool
member x E = False
member x (T _ a y b) | x <  y = member x a -- if less, go left
                     | x == y = True
                     | x >  y = member x b -- if more, go right


--tree operations
--Insert an element
insert :: (Ord e) => e -> Set e -> Set e
insert x s = makeBlack (ins s)
    where ins E = T R E x E --basically the typical BST insert
          ins (T color a y b) | x <  y = balance color (ins a) y b
                              | x == y = T color a y b
                              | x >  y = balance color a y (ins b)
          makeBlack (T _ a y b) = T B a y b --inserts a black node

-- balance operations
--case 1:
balance B (T R (T R a x b) y c) z d = T R (T B a x b) y (T B c z d)
--case 2:
balance B (T R a x (T R b y c)) z d = T R (T B a x b) y (T B c z d)
--case 3:
balance B a x (T R (T R b y c) z d) = T R (T B a x b) y (T B c z d)
--case 4:
balance B a x (T R b y (T R c z d)) = T R (T B a x b) y (T B c z d)
--generic balancing operation
balance color a x b = T color a x b

下面的错误消息告诉我没有显示

Set Char

的实例：

<interactive>:116:1:
No instance for (Show (Set Char)) arising from a use of `print'
Possible fix: add an instance declaration for (Show (Set Char))
In a stmt of an interactive GHCi command: print it

尝试使用

加载时，我收到以下错误消息：l

：

：l红色-黑色-树.hs [1/1]编译RedBlackTree（red-black-tree.hs，已解释）

---

我认为我试图做的事情存在一些问题，但我似乎无法从可用的文档中找到答案。

您没有任何花哨的扩展正在使用，因此您应该能够使用内置的

派生

机制来

显示

为了自动为数据类型派生
Show
实例，类型定义中使用的所有类型也必须具有
Show
实例。只需在所有
数据的末尾添加
派生（显示）
。您可能希望养成向所有
数据
类型中添加
派生（Eq，Show）
的习惯，因为您几乎总是希望类型的结构相等性测试和可显示性

此外，不能为类型别名创建任何排序的类实例，只能为类型创建。关键字
type
定义类型别名，而不是新类型。如果为您的
RBT a
类型创建
Show
实例，它将自动用于您声明为
Set a
的任何内容，因为
Set a
只是
RBT a
的别名，您的实例代码已被破坏：

instance Show Set where
    show (Set Char) = show Char

编译器抱怨
Set
不是一个数据构造函数，它不是-它是一个类型同义词名称。因此，您在模式中错误地使用了
Set
。您可以在那里使用数据构造函数-对于
RBT
，数据构造函数是
T
和
E

您的实例声明类型不正确：
Set
是
RBT
的同义词，
RBT
有一个类型参数，即它是从一个类型到另一个类型的函数，类型签名为
*->*
。但是
Show
实例需要一个没有参数的类型，它是一个类型而不是一个类型构造函数，类型是
*
，而不是您提供的
*->*
。因此，您应该通过提供
instance Show（RBT Char）
或
instance（Show a）=>RBT a来解决这个问题

您可能想要写的是“通过显示一组字符中的字符来显示一组字符”

因此，要修复您的实例：

instance Show (RBT Char) where
    show a = "something"

但它没有显示任何有用的东西。您需要对RBT的构造函数进行模式匹配以完成工作：

instance Show (RBT Char) where
    show E = "something"
    show (T a b c d) = "something else"

但是对于您的任务来说，只需为
RBT a
和
Color
使用派生的
Show
实例将值转换为字符串就更简单了，Haskell使用了所谓的类型类。简化的类型类只提供根据参数类型不同而表现不同的函数。这种方法与面向对象编程语言中已知的方法重载非常相似。type类
Show
提供了一个名为
Show
的函数，该函数将某种类型的值转换为字符串。例如，表达式
show 1
生成字符串
“1”
。如果有一个函数
show
将某个类型的值转换为字符串，我们就说这个类型有一个type类
show
的实例。换句话说，有一个整数类型类
Show
的实例

在ghci中计算表达式时，也会使用此
show
函数。因此，它告诉您没有实例
（Show（Set Char））
，换句话说，它不知道如何将
Set Char
类型的值转换为字符串。对于自定义类型，如您的类型
Set
、
RBT
和
Color
，您必须提供类型类
Show
的实例，以便在控制台上显示这些类型的值。要为类型
Color
定义类型类
Show
的实例，可以使用以下定义

instance Show Color where:
  show R = "Red"
  show B = "Black"

也就是说，如果将
R
写入ghci，它将打印
红色
。对于简单的Haskell数据类型，有一个
Show
type类的规范定义。例如，
Color
的
Show
的规范定义如下

instance Show Color where:
  show R = "R"
  show B = "B"

为了避免用户定义这样的实例，Haskell提供了一种所谓的“派生机制”。也就是说，如果你写

  deriving (Show)

定义数据类型后，编译器将为您的数据类型生成
Show
type类的规范实例

data RBT e = E | T Color (RBT e) e (RBT e)

如果一个数据类型使用另一个数据类型，则派生前者的
Show
实例将需要后者的
Show
实例。例如，考虑下面的数据类型。

data RBT e = E | T Color (RBT e) e (RBT e)

数据类型
RBT
在其定义中使用类型
Color
。
T
构造函数的规范
Show
实例将以“T”开头，然后显示类型
Color
的值。因此，为
RBT
导出
Show
实例需要为
Color
导出
Show
实例，只需使用
data Tree a=。。。派生（显示）
将
派生（显示）
附加到
数据RBT的末尾…
给出了以下错误消息：
没有因数据类型声明的“派生”子句而产生的（显示颜色）实例
只需将
派生（显示）
添加到
数据颜色=R|B
  deriving (Show)

data RBT e = E | T Color (RBT e) e (RBT e)