如何在 Haskell 中使记录类型位可寻址？

Question

我的记录类型是 4 Word32。

data MyType = MyType {a :: Word32, b :: Word32, c :: Word32, d :: Word32 }

大多数时候，我想将这种类型视为4个单独的Word32。然而，有时我希望将其视为单个二进制数据流（128 位长，4 个 Word32 的串联）。我知道在Python中，我会为这个“结构”编写不同的访问器函数，这样我就可以以两种方式读取/修改它。但这是哈斯克尔。我想知道经验丰富的 Haskeller 会如何处理这个问题？

Answer 1

有一个类:-)

import Data.Bits

newtype MyWord128 = MyWord128 MyType

instance Num MyWord128 where
   -- implement this one

instance Bits MyWord128 where
   -- and then this one, which is what you really want

查看 Data.Bits 文档。完整的最小定义是提供 .&.、.|.、complement、shift 的实现、 rotate、bitSize 和 isSigned （或其他一些可能的组合：有关详细信息，请参阅文档）。令人烦恼的是，您还必须实现 Num，尽管我并不完全清楚为什么他们要这样定义它。

Answer 2

如果你真的希望它像一个由四个 word32 组成的结构，你可能想要使用严格/解压字段：

data MyType = MyType { a :: {-# UNPACK #-} !Word32
                     , b :: {-# UNPACK #-} !Word32
                     , c :: {-# UNPACK #-} !Word32
                     , d :: {-# UNPACK #-} !Word32 }
  deriving (Show)

，让我们定义几个位调整函数：

mask :: Bits a => Int -> a
mask count = (1 `shiftL` count) - 1

bitRange :: Bits a => Int -> Int -> a -> a
bitRange low count val = (val `shiftR` low) .&. mask count

现在你可以为这种类型编写 128 位访问器：

from128 :: Integer -> MyType
from128 val = MyType (bitsFrom 0)
                     (bitsFrom 32)
                     (bitsFrom 64)
                     (bitsFrom 96)
  where
    bitsFrom i = fromIntegral (bitRange i 32 val)

to128 :: MyType -> Integer
to128 (MyType a b c d) =
  foldl' (.|.) 0 [
    bitsTo a 0,
    bitsTo b 32,
    bitsTo c 64,
    bitsTo d 96
  ]
  where
    bitsTo val i = fromIntegral val `shiftL` i

然后 abc d 字段，您可以使用 fclabels。您还可以创建一个 fclabel 双射函子 (:<->:)：

myType128 :: MyType :<->: Integer
myType128 = to128 :<->: from128