静态地“扩展”没有间接麻烦的记录型数据类型

Question

我目前正在处理一个三级流程，我需要一些信息来进行访问和更新。该信息也是三级的，这样一来，一个级别的进程可能需要访问/更新其级别和更高级别的信息。

type info_0 = { ... fields ... }
type info_1 = { ... fields ... }
type info_2 = { ... fields ... }

fun0 将使用 info_0 执行一些操作，然后将其与 info_1 一起传递给 fun1，然后返回生成的 info_0 并继续，用另一个 info_1 调用另一个 fun1。 同样的情况也发生在较低级别。

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我当前的表示

type info_0 = { ... fields ... }
type info_1 = { i0: info_0; ... fields ... }
type info_2 = { i1: info_1; ... fields ... }

在 fun2 中，更新 info_0 变得非常混乱：

let fun2 (i2: info_2): info_2 =
  {
    i2 with
      i1 = {
        i2.i1 with
          i0 = update_field0 i2.i1.i0
      }
  }

---

更简单的事情是：

type info_0 = { ... fields ... }
type info_1 = { ... fields ... }
type info_2 = { ... fields ... }
type info_01 = info_0 * info_1
type info_012 = info_0 * info_1 * info_2

let fun2 (i0, i1, i2): info_012 =
  (update_field0 i0, i1, i2)

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最后一个解决方案看起来不错吗？

对于此类问题还有更好的解决方案吗？ （例如，我可以编写一个可以处理更新 field0 的函数，无论它是处理 info_0、info_1 还是info_2）

OCaml 模块有帮助吗？ （例如，我可以在 Sig1 内包含一个 Sig0...）

Answer 1

您需要的是一种更新嵌套不可变数据结构的惯用方法。 我不知道 OCaml 中的任何相关工作，但是 Scala/Haskell 中有一些可用的技术，包括 Zippers、树重写 和功能镜头：

更新嵌套的更简洁的方法结构

是否有 Haskell 习惯用法用于更新嵌套数据结构？

对于 F#（OCaml 的后代），功能性镜头提供了一个很好的解决方案。因此，镜头是这里最相关的方法。 线程中了解使用它的想法：

更新嵌套不可变数据结构

您可以从此 F# 记录语法与 OCaml 几乎相同。

编辑：

正如@Thomas在评论中提到的，OCaml中有一个完整的镜头实现这里。特别是， gapiLens.mli 是我们的兴趣。

Answer 2

您似乎希望能够将更复杂的值视为更简单的值。这（或多或少）是面向对象模型的本质。我通常会尝试避免 OCaml 的 OO 子集，除非我真的需要它，但它似乎确实满足了您的需求。您将有一个与 info_0 对应的基类。类 info_1 将是 info_0 的子类，而 info_2 将是 info_1 的子类。无论如何，这都值得思考。

Answer 3

正如 Jeffrey Scofield 建议的 ，您可以通过使用类来省去使用和更新时的麻烦：使 info_1 成为 的派生类和子类型info_0，等等。

class info_1 = object
  inherit info_0
  val a_1_1 : int
  …
  method update_a_1_1 v = {<a_1_1 = v>}
end
…
let x : info_1 = new info_1 … in
let y = x#update_a_1_1 42 in
…

这种直接对象方法的缺点是，如果更新任何字段，则对象中的所有数据都会被复制；您无法在 x 和 y 之间共享 info_0 片段。

您可以使用对象并保留设计中记录的共享行为，但定义时的样板和恒定的运行时开销会变得更大。

class info_1 = object
  val zero : info_0
  method get_a_0_1 = zero#get_a_0_1
  method update_a_0_1 = {<zero = zero#update_a_0_1>}
  val a_1_1 : int
  method get_a_1_1 = a_1_1
  method update_a_1_1 v = {<a_1_1 = v>}
end
let x : info_1 = new info_1 … in
let y = x#update_a_1_1 42 in
…