Question

我正在尝试为Haskell中的某个数据库系统设计一个API，我想以这样一种方式对这个数据库的列进行建模，使得不同表的列之间的交互不会混淆。

更确切地说，假设您有一个类型来表示数据库中的表，与某种类型相关联：

type Table a = ...

您可以提取表格的列以及列的类型：

type Column col = ...

最后，有各种提取器。例如，如果您的表中包含青蛙的描述，则可以使用一个函数来提取包含青蛙重量的列：

extractCol :: Table Frog -> Column Weight

这是一个问题：我想区分列的来源，以便用户不能在表之间进行操作。例如：

bullfrogTable = undefined :: Table Frog
toadTable = undefined :: Table Frog
bullfrogWeights = extractCol bullfrogTable
toadWeights = extractCol toadTable
-- Or some other columns from the toad table
toadWeights' = extractCol toadTable
-- This should compile
addWeights toadWeights' toadWeights
-- This should trigger a type error
addWeights bullfrogWeights toadWeights

我知道如何在Scala中实现这一点（使用路径依赖类型，参见[1]），我一直在考虑Haskell中的3个选项：

不使用类型，只是在运行时进行检查（当前解决方案）
TypeInType扩展，用于在Table类型本身上添加幻像类型，并将此额外类型传递给列。我并不热衷于此，因为这种类型的构造会非常复杂（表格是通过复杂的DAG操作生成的），并且可能在这种情况下编译速度很慢。
使用类似于ST monad的forall构造包装操作，但在我的情况下，我希望额外的标记类型实际上逃脱构造。

我很高兴有一个非常有限的有效范围来构建相同的列（即来自table和(id table)的列不可混合），我最关心的是DSL的感觉API而不是安全。

[1] What is meant by Scala's path-dependent types?

我目前的解决方案

以下是我最终使用RankNTypes做的事情。

我仍然希望用户能够在不进行强类型检查的情况下使用他们认为合适的列，并且如果他们想要一些更强的类型保证则选择加入：这是一个数据科学家的DSL，他不会知道哈斯克尔方面

表格仍按其内容标记：

type Table a = ...

并且列现在标记了一些额外的引用类型，它们包含的数据类型：

type Column ref col = ...

从表到列的预测标记或未标记。在实践中，这隐藏在类似镜头的DSL背后。

extractCol :: Table Frog -> Column Frog Weight

data TaggedTable ref a = TaggedTable { _ttTable :: Table a }

extractColTagged :: Table ref Frog -> Column ref Weight

withTag :: Table a -> (forall ref. TaggedTable ref a -> b) -> b
withTag tb f = f (TaggedTable tb)

现在我可以编写如下代码：

let doubleToadWeights = withTag toadTable $ \ttoadTable ->
  let toadWeights = extractColTagged ttoadTable in
    addWeights toadWeights toadWeights

并且根据需要不会编译：

let doubleToadWeights =
  toadTable `withTag` \ttoads ->
     bullfrogTable `withTag` \tbullfrogs ->
       let toadWeights = extractColTagged ttoads
           bullfrogWeights = extractColTagged tbullfrogs
       in addWeights toadWeights bullfrogWeights -- Type error

从DSL的角度来看，我认为它并不像Scala那样简单，但类型错误信息是可以理解的，这对我来说至关重要。

Answer 1

Haskell（据我所知）没有路径依赖类型，但你可以通过使用rank 2类型获得一些方法。例如，ST monad有一个伪类型参数s，用于防止runST调用之间的泄漏：

runST :: (forall s . ST s a) -> a

在ST动作中，您可以拥有STRef：

newSTRef :: a -> ST s (STRef s a)

但是你获得的STRef带有s类型参数，因此不允许它从runST中逃脱。

Haskell中的路径依赖类型

1 个答案: