Haskell 具有多个数据构造函数的单一类型与多个类型

考虑以下描述一些二维形状结构的类型：

data DrawingElem
    = Rect     Pos Size
    | Circle   Pos Radius
    | Ellipse  Pos Radius Radius
    | Line     Pos Pos
    | Polygon  [Pos]
    | Polyline [Pos]

    | Group    [DrawingElem]
    | Drawing  [DrawingElem]

使用这些定义的：

data Vec    = Vec Double Double

type Pos    = Vec
type Size   = Vec
type Radius = Double

DrawingElem

的最后两个数据构造函数在某种程度上是特殊的，因为它们使其他类型的树状排列成为可能

mydrawing = Drawing [Rect (Vec 0 0) (Vec 10 10),
                     Group (Vec 30 40) [Circle (Vec 0 0) 90,
                                        Line (Vec 0 0) (Vec 50 50)]]

这样的数据结构最终应转换为可呈现的SVG字符串：

toSvg :: DrawingElem -> String
toSvg (Drawing xs)               = "<svg>" ++ concatMap toSvg xs ++ "</svg>"
toSvg (Group xs)                 = "<g>" ++ concatMap toSvg xs ++ "</g>"
toSvg (Rect (Vec x y) (Vec w h)) = "<rect x='" ++ x ... "</rect>"

这当然不适用于上述定义，必须：

setSize :: Size -> DrawingElem -> DrawingElem
setSize (Rect p s) = ..
setSize x          = x

因此，我必须实现一个通配符，使函数完整。然而，在没有得到类型错误的情况下编写

setSize someSize someCircle

，对我来说似乎有问题

最后，我在努力将绘图元素包装在一个类型中，而不是让它们成为不同的类型。如上所述，在不同的情况下需要这两个属性。 有人对此有什么建议吗？是一种非此即彼的方法，还是有一种可以同时利用这两种方法的建模方法

然而，在没有得到类型错误的情况下编写

setSize someSize someCircle

，对我来说似乎有问题

这确实是个问题。为了避免这种情况，我建议使用第三种方法：也许您根本不需要一个特定于矩形的

setSize

函数。另一种方法是保持单个

DrawingElem

类型，在矩形构造上设置初始尺寸（在圆形构造上设置初始半径等），并使用可用于所有类型图元的函数在构造后调整尺寸，例如：

scale :: Double -> DrawingElem -> DrawingElem

scaleX :: Double -> DrawingElem -> DrawingElem

scaleY :: Double -> DrawingElem -> DrawingElem

---

这与光泽处理形状的方式非常相似（参见和一些）。另一个值得一提的例子是，它使用了一个非常复杂的图片模型，涉及到过多的类型和类，并且以类似的方式处理缩放等操作

一个选项是使用另一个间接层，每个元素都有一个精确的类型：

data DrawingElem
    = DERect     Rect
    | DECircle   Circle
    ...

data Rect   = Rect Pos Size
data Circle = Circle Pos Radius

toSvg :: DrawingElem -> String
...

setSize :: Size -> Rect -> Rect
...

这里的一个小缺点是，我们需要使两个层的模式匹配，例如

toSvg (DERect (Rect pos size)) = ...

更高级的替代方案可能是使用GADT。不过，这对于您的任务来说可能有些过分

{-# LANGUAGE GADTs, DataKinds #-}

data ElemType = Rect | Circle | ...

data DrawingElem (t :: ElemType) where
   DERect   :: Pos -> Size   -> DrawingElem Rect
   DECircle :: Pos -> Radius -> DrawingElem Circle
   ...

-- this works on all element types t
toSvg :: DrawingElem t -> String
...

-- this works only on a rectangle element
setSize :: Size -> DrawingElem Rect -> DrawingElem Rect
setSize size (DERect pos _) = DERect pos size

---

我不相信你是否真的需要这个。如果有疑问，请使用更简单的替代方法。

我调整了数据类型定义中的一些语法。请检查我是否更改了不应该更改的内容。需要您进行初始编辑。但是，您似乎在另一次编辑中还原了它们。它肯定应该是DrawingElement，因此我们应该回滚到修订版2吗？我还原了它们，因为我不能100%确定您想要的

DrawingElem

和

Shape

是同一件事（这意味着一个组可以包含其他组，一个图形可以包含其他图形）.如果是这样，我将重新还原它们。这篇文章看起来像是现在就要发布的。但是，可能会讨论引入另一种类型形状是否有意义。我给出的示例可能不是最好的。对于缩放，我认为您的方法是合理的。但是，会有其他不同的属性更多的是形状。例如，一些形状可以用颜色填充，其他的则不能。@AntonHarald在这种情况下的替代方案可能包括使用间接层，如chi的回答，并引入一些不同的类型来覆盖无法克服的差异，加上一个常见的“较低级别”中间表示法支持一组最小的操作，您可以在必要时将“更高级别”元素转换为这些操作（例如用于对它们进行分组）。对于第一种方法，甚至可以有如下默认构造函数：

rect f=toSvg.f$（rect（Vec 1）（Pos 0 0））

，可以这样使用：

rect（填充红色。尺寸4。位置7 5）

。或者你知道在这样的系统中方便地创建形状的另一种方法吗？第二种方法，我会把它放在口袋里，以备将来的项目使用。只是意识到

rect

构造函数必须要复杂一点，例如设置默认颜色。但是它应该显示这一点。@AntonHarald是的，如果你愿意，你可以这样做。Sometimes记录更新用于类似的目标，例如，

defaultRect{pos=…，size=…}

，其中所有未设置的字段都由默认矩形值给出。

{-# LANGUAGE GADTs, DataKinds #-}

data ElemType = Rect | Circle | ...

data DrawingElem (t :: ElemType) where
   DERect   :: Pos -> Size   -> DrawingElem Rect
   DECircle :: Pos -> Radius -> DrawingElem Circle
   ...

-- this works on all element types t
toSvg :: DrawingElem t -> String
...

-- this works only on a rectangle element
setSize :: Size -> DrawingElem Rect -> DrawingElem Rect
setSize size (DERect pos _) = DERect pos size