Haskell中的先决条件检查选项有哪些

这是一个简单的问题，我想答案很复杂

一个非常常见的编程问题是一个函数返回某个内容，或未通过前提条件检查。在Java中，我会使用一些断言函数，在方法的开头抛出

IllegalArgumentException

，如下所示：

{
  //method body
  Assert.isNotNull(foo);
  Assert.hasText(bar)
  return magic(foo, bar);
}

我喜欢的是，它是每个前提条件的一行。我不喜欢的是抛出异常（因为exception~goto）

在Scala中，我使用过这两种方法，虽然有点笨拙，但总比抛出异常要好

有人向我建议：

putStone stone originalBoard = case attemptedSuicide of 
  True  -> Nothing
  False -> Just boardAfterMove
  where {
    attemptedSuicide = undefined
    boardAfterMove = undefined
  }

我不喜欢的是把重点放在真与假上，它们本身毫无意义；

未遂自杀

先决条件隐藏在语法之间，因此与Nothing没有明确的关联，而

putStone

（boardAfterMove）的实际实现也没有明确的核心逻辑。引导它不会编译，但我确信这不会破坏我问题的正确性

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在Haskell中，先决条件检查可以以什么方式干净地完成？

您可以在开始时在模式保护中处理所有先决条件：

putStone stone originalBoard | attemptedSuicide = Nothing
  where attemptedSuicide = ...

putStone stone originalBoard = Just ...

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在Haskell中，使用

Maybe

和

each

比Scala更灵活，因此您可能会重新考虑这种方法。如果你不介意，我将用你的第一个例子来说明这一点

首先，您通常不会测试null。相反，您只需计算您实际感兴趣的属性，使用

Maybe

来处理失败。例如，如果您真正想要的是列表的标题，您可以编写以下函数：

-- Or you can just import this function from the `safe` package

headMay :: [a] -> Maybe a
headMay as = case as of
    []  -> Nothing
    a:_ -> Just a

对于纯粹的验证，如

hasText

，则可以使用

guard

，它适用于任何

MonadPlus

，如

Maybe

：

guard :: (MonadPlus m) => Bool -> m ()
guard precondition = if precondition then return () else mzero

当您将

guard

专门化为

Maybe

monad时，

return

变成

Just

，而

mzero

变成

Nothing

：

guard precondition = if precondition then Just () else Nothing

现在，假设我们有以下类型：

foo :: [A]
bar :: SomeForm

hasText :: SomeForm -> Bool

magic :: A -> SomeForm -> B

我们可以处理

foo

和

bar

的错误，并使用

do

符号为

Maybe

monad安全地提取

magic

函数的值：

example :: Maybe B
example = do
    a <- headMay foo
    guard (hasText bar)
    return (magic a bar)

在

Maybe

monad中，

（>>=）

和

return

具有以下定义：

m >>= f = case m of
    Nothing -> Nothing
    Just a  -> f a

return = Just

。。。因此，上述代码只是以下内容的简写：

example = case (headMay foo) of
    Nothing -> Nothing
    Just a  -> case (if (hasText bar) then Just () else Nothing) of
        Nothing -> Nothing
        Just () -> Just (magic a bar)

。。。您可以将其简化为：

example = case (headMay foo) of
    Nothing -> Nothing
    Just a  -> if (hasText bar) then Just (magic a bar) else Nothing

。。。这是您在不使用

do

或

guard

的情况下手工编写的内容。您有两个选项：

在类型中编码预条件，以便在编译时检查它们

在运行时检查您的先决条件是否成立，以便您的程序在执行令人讨厌和意外的操作之前停止。加布里埃尔·冈萨雷斯详细地展示了这一点

备选案文1。当然是首选，但并不总是可能的。例如，在Haskell的类型系统中，你不能说一个参数大于另一个参数，等等。但是你仍然可以表达很多，通常比其他语言表达的要多得多。还有一些语言使用所谓的and来表示其类型系统中的任何条件。但它们大多是实验或研究工作。若你们感兴趣，我建议你们读亚当·奇利帕拉的书

运行时检查更容易，程序员也更习惯于这样做。在Scala中，您可以在方法中使用

require

，并从相应的异常中恢复。在哈斯凯尔，这更为棘手。异常（由模式保护失败引起，或由调用

error

或

undefined

发出）本质上是基于

IO

的，因此只有

IO

代码才能捕获它们

如果您怀疑您的代码可能由于某些原因而失败，最好使用

可能

或

向调用者发出失败信号。缺点是这会使代码更复杂，可读性较差

一种解决方案是将计算嵌入到错误处理/报告monad中，例如。然后，您可以干净地报告错误，并在更高级别的某个位置捕获它们。如果您已经在使用monad进行计算，您可以将monad封装到transformer中。
我将从更广阔的角度来看待这一点

在Haskell中，我们通常区分三种类型的函数：


Total函数保证为所有参数提供正确的结果。在您的术语中，先决条件编码在类型中。这是最好的函数。其他语言使编写此类函数变得困难，例如，因为无法在类型系统中消除空引用

分部函数保证要么给出正确的结果，要么抛出异常。“头”和“尾”是部分功能。在本例中，您将在Haddock注释中记录前提条件。您不必担心测试前提条件，因为如果您违反它，将抛出异常（尽管有时为了给开发人员提供有用的异常消息，您会进行冗余测试）

不安全的函数会产生损坏的结果。例如，Data.Set模块包含一个函数“fromAscList”，该函数假定其参数已按升序排序。如果违反此前提条件，则会得到一个损坏集，而不是异常。不安全功能应在Haddock注释中明确标记。显然，通过测试前提条件，您总是可以将不安全函数转换为部分函数，但在许多情况下，不安全函数的全部要点是，这对某些客户机来说代价太高，因此您可以向他们提供带有适当警告的不安全函数


因为Haskell值是不可变的，所以通常不会
example = case (headMay foo) of
    Nothing -> Nothing
    Just a  -> if (hasText bar) then Just (magic a bar) else Nothing