我正在尝试在Haskell中编写一个程序来键入用命令式编程语言编写的检查程序。
以下是抽象语法：
type Name = String
- 程序是变量声明的系列（列表）和语句的系列（列表）。
type Prog = ([TypeEnv],[Stmt])
- 变量声明是类型和变量名称
type TypeEnv = (Type,Name)
- 类型是“int”或“bool”，或“int [] .. []”或“bool [] .. []”
data Type = BaseType BT | ArrayType BT Int deriving Show
data BT = TyInt | TyBool deriving Show
- 声明是......
data Stmt =
Assign Name Exp -- ...assignment (<name> := <exp>;)
| If Exp [Stmt] [Stmt] -- ...if-then-else (if <bexp> { <stmt>* } else { <stmt>* })
| While Exp [Stmt] -- ...a while-loop (while <bexp> { <stmt>*> })
| Let Name Exp [Stmt] -- ...let bindings (let <name>=<exp> in { <stmt> *})
| LetArray Name [Exp] Exp [Stmt] -- ...let-array binding (letarray <name> [ <exp> ] .. [ <exp> ] := <exp> in { <stmt>* })
| Case Exp [(Int,[Stmt])] -- ...a case statements
| For Name Exp Exp [Stmt] -- ...a for-loop
| ArrayAssign Name [Exp] Exp -- ...or array assignment (<name> [ <exp> ] .. [ <exp> ] := <exp>;)
deriving Show
- 表达式是......
data Exp =
Add Exp Exp -- ...addition (<exp> + <exp>)
| Sub Exp Exp -- ...subtract (<exp> - <exp>)
| Mul Exp Exp -- ...multiplication (<exp> * <exp>)
| Neg Exp -- ...negation (-<exp>)
| Var Name -- ...a variable (<name>)
| LitInt Int -- ...an integer literal (e.g. 3, 0, 42, 1999)
| VarArray Name [Exp] -- ...or an array lookup (<name> [ <exp> ])
| IsEq Exp Exp -- ...test for equality (<exp> == <exp>)
| IsNEq Exp Exp -- ...test for inequality (<exp> != <exp>)
| IsGT Exp Exp -- ...test for greater-than (<exp> > <exp>)
| IsLT Exp Exp -- ...test for less-than (<exp> < <exp>)
| IsGTE Exp Exp -- ...test for greater-or-equal (<exp> >= <exp>)
| IsLTE Exp Exp -- ...test for less-or-equal (<exp> <= <exp>)
| And Exp Exp -- ...boolean and (<bexp> && <bexp>)
| Or Exp Exp -- ...boolean or (<bexp> || <bexp>)
| Not Exp -- ...boolean negation (!<bexp>)
| LitBool Bool -- ... or a boolean literal (true or false)
deriving Show
我不需要任何人完全回答我的问题，但我想提供我到目前为止所提供的内容，如果有人能指出我正确的方向或让我知道如果我完全错了，那就是非常有帮助。
键入的功能检查程序从typecheck开始。 typecheck使用typecheckstmt来键入检查第一个语句和typecheckstmtlist以检查程序的其余部分。然后，这些函数使用typecheckexp来检查任何表达式。显然，我有一个非常基本的实现框架。我只是想知道我是否朝着正确的方向前进，如果有人有任何指示。
typecheck :: Prog -> Bool
typecheck _ = True
typecheck (types, x: xs) = (typecheckstmt types x) && (typecheckstmtlist types xs)
typecheckstmt :: [TypeEnv] -> Stmt -> Bool
typecheckstmt _ _ = True
typecheckstmt types (Assign x e) = if checkequaltypes x e
then True && typecheckexp types e
else False
typecheckstmt types (If e stmtlst1 stmtlst2) = typecheckexp types e
&& typecheckstmtlist types stmtlst1
&& typecheckstmtlist types stmtlst2
typecheckstmt types (While e stmtlst) = typecheckexp types e
&& typecheckstmtlist types stmtlst
typecheckstmt types (Let x e stmtlst) = if checkequaltype types x e
then True && typecheckexp types e
&& typecheckstmtlist types stmtlst
else False
typecheckstmt types (LetArray x es e2 stmtlst) =
typecheckstmt types (Case e cases) =
typecheckstmt types (For x e1 e2 stmtlst) = if checkequaltype types x e1
&& checkequaltype types x e2
then True && typecheckstmtlist stmtlst
else False
typecheckstmt types (ArrayAssign x es e2) =
typecheckstmtlist :: [TypeEnv] -> [Stmt] -> Bool
typecheckstmtlist _ _ = True
typecheckstmtlist types [x] = typecheckstmt types x
typecheckstmtlist types x:xs = typecheckstmt types x && typecheckstmtlist types xs
typecheckexp :: [TypeEnv] -> Exp -> Bool
typecheckexp types (Add e1 e2) =
typecheckexp types (Sub e1 e2) =
typecheckexp types (Mul e1 e2) =
typecheckexp types (Neg e1) =
typecheckexp types (Var x) =
typecheckexp types (LitInt i) =
typecheckexp types (VarArray x explist) =
typecheckexp types (IsEq e1 e2) =
typecheckexp types (IsNEq e1 e2) =
typecheckexp types (IsGT e1 e2) =
typecheckexp types (IsLT e1 e2) =
typecheckexp types (IsGTE e1 e2) =
typecheckexp types (IsLTE e1 e2) =
typecheckexp types (And e1 e2) =
typecheckexp types (Or e1 e2) =
typecheckexp types (Not e) =
typecheckexp types (LitBool Bool) =
typecheckexplist :: [TypeEnv] -> [Exp] -> Bool
typecheckexplist _ _ = True
typecheckexplist types [x] = typecheckexp types x
typecheckexplist types x:xs = typecheckexp types x && typecheckexplist types xs
checkequaltype :: [TypeEnv] -> Name -> Exp -> Bool
checkequaltype types x e = getTypeOfVar types x && getTypeOfExp types e
getTypeOfVar :: [TypeEnv] -> Name -> Type
getTypeOfExp :: [TypeEnv] -> Exp -> Type
我对确切需要检查的内容也有点模糊。显然，如果要分配和比较变量/表达式，您希望它们是相同的类型。
非常感谢任何帮助。
答案 0 :(得分：4)
由于没有具体问题，我将就此问题提供一些一般性建议。
看起来你走在正确的轨道上。您的方法是正确的，您需要遍历语法树并检查每个子表达式，如果您的类型不匹配则失败。
typecheckexp :: [TypeEnv] -> Exp -> Bool
typecheckexp types (Add e1 e2) =
case (te1, te2) of
(Just TyInt, Just TyInt) -> True
_ -> False
where
te1 = getTypeOfExp e1
te2 = getTypeOfExp e2
在顶层，您将在所有表达式中应用表达式级别检查器，然后and将所有结果合并在一起，以确定您的程序是否为整体类型。
typecheckexplist :: [TypeEnv] -> [Exp] -> Bool
typecheckexplist env stmts = and (map (typecheckexp env) stmts)
如果你的类型都是预先声明的，并且因为巡视AST而没有改变TypeEnv，那么这种方法将起作用。如果您在走树时构建定义，请考虑将类型检查器包装在State monad中。
显然，如果你要分配和比较变量/表达式，
根据您的前端语言，您需要决定是否为变量添加显式类型声明（即int a），或者您是否尝试从程序的上下文中推导它们，这是一项单独的任务称为类型推断。如果您有来自用户的明确声明，那么您可以简单地根据变量的使用机械地检查给定类型并确定它们是否匹配。您的类型都是简单的单型类型，因此您可以轻松附加（derving Eq）到Type并进行类型比较。
需要考虑的另一个案例是错误报告，您的给定AST没有附加位置信息，所以如果你走在树上并且中途失败，你将无法告诉用户失败的原因和位置。如果您正在从Parsec之类的解析器中解析前端语言，则可以在构造语法树时使用信息标记每种数据类型（Expr Pos）。
data Expr t = Add t (Expr t) (Expr t) | ...
data Pos = Pos { line :: Integer , col :: Integer }
为了便于使用，您可以查看像Uniplate这样的泛型库，它可以让您应用函数并遍历您的AST而不需要太多样板。提取特定类型的所有节点的设计示例可能是：
{-# LANGUAGE DeriveDataTypeable #-}
module Expr where
import Data.Data
import Data.Typeable
import Data.Generics.Uniplate.Data
data Expr = Val String
| Add Expr Expr
| Sub Expr Expr
| Div Expr Expr
| Mul Expr Expr
| Neg Expr
deriving (Show, Eq, Data, Typeable)
vars :: Expr -> [String]
vars ex = [i | Val i <- universe ex]
test :: [String]
test = vars (Add (Val "a") (Mul (Val "b") (Val "c")))