Y组合器,无限类型和Haskell中的匿名递归

Y combinator, Infinite types and Anonymous recursion in Haskell

我试图解决最大子序列和问题,并提出了一个neato解决方案

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msss :: (Ord a, Num a) => [a] -> a
msss = f 0 0

f gmax _ [] = gmax
f gmax lmax (x:xs) =
  let g = max (lmax + x)
  in  f (g gmax) (g 0) xs

您调用包装函数msss,然后调用f,然后实际完成工作。
解决方案很好,afaik工作正常。如果由于某种原因我必须解决生产代码中的最大子序列和问题,那就是我会这样做的。

然而,包装函数确实让我感到困惑。我喜欢它如何在haskell中,如果你足够坚持,你可以将你的整个程序写在一条线上,真正让家庭认为程序几乎只是一个大表达。所以我想我会尝试消除额外挑战的包装函数。

现在我遇到了经典问题:如何进行匿名递归?当你不能给函数命名时,你如何做递归?值得庆幸的是,计算机的父亲们通过发现定点组合器解决了这个问题,其中最受欢迎的是Y Combinator。

我已经做了各种尝试来设置Y组合器,但它们无法通过编译器。

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msss' :: [Int] -> Int
msss' = (\y f x -> f (y y f) x)
        (\y f x -> f (y y f) x)
        (\g' gmax lmax list -> if list == []
                               then gmax
                               else g' (max gmax lmax + head list)
                                       (max 0    lmax + head list)
                                       tail list)

只是给

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Prelude> :l C:\maxsubseq.hs
[1 of 1] Compiling Main             ( C:\maxsubseq.hs, interpreted )

C:\maxsubseq.hs:10:29:
    Occurs check: cannot construct the infinite type:
      t0 = t0 -> (([Int] -> Int) -> [Int] -> Int) -> [Int] -> Int
    In the first argument of `y', namely `y'
    In the first argument of `f', namely `(y y f)'
    In the expression: f (y y f) x

C:\maxsubseq.hs:11:29:
    Occurs check: cannot construct the infinite type:
      t0 = t0 -> (([Int] -> Int) -> [Int] -> Int) -> [Int] -> Int
    In the first argument of `y', namely `y'
    In the first argument of `f', namely `(y y f)'
    In the expression: f (y y f) x

C:\maxsubseq.hs:12:14:
    The lambda expression `\ g' gmax lmax list -> ...'
    has four arguments,
    but its type `([Int] -> Int) -> [Int] -> Int' has only two
    In the second argument of `\ y f x -> f (y y f) x', namely
      `(\ g' gmax lmax list
          -> if list == [] then
                 gmax
             else
                 g' (max gmax lmax + head list) (max 0 lmax + head list) tail list)'
    In the expression:
      (\ y f x -> f (y y f) x)
        (\ y f x -> f (y y f) x)
        (\ g' gmax lmax list
           -> if list == [] then
                  gmax
              else
                  g' (max gmax lmax + head list) (max 0 lmax + head list) tail list)
    In an equation for `msss'':
        msss'
          = (\ y f x -> f (y y f) x)
              (\ y f x -> f (y y f) x)
              (\ g' gmax lmax list
                 -> if list == [] then
                        gmax
                    else
                        g' (max gmax lmax + head list) (max 0 lmax + head list) tail list)
Failed, modules loaded: none.

f (y y f)更改为f (y f)只是给出了

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C:\maxsubseq.hs:11:29:
    Couldn't match expected type `[Int] -> Int'
                with actual type `[Int]'
    Expected type: (([Int] -> Int) -> t1 -> t0) -> t2 -> t0
      Actual type: ([Int] -> Int) -> t1 -> t0
    In the first argument of `y', namely `f'
    In the first argument of `f', namely `(y f)'
Failed, modules loaded: none.

我尝试通过外部定义组合子来采用不同的方法,但是这仍然不起作用,并没有真正满足我在一个表达式中执行它的挑战。

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y f = f (y f)

msss' :: [Int] -> Int
msss' = y (\g' gmax lmax list -> if list == []
                                 then gmax
                                 else g' (max gmax lmax + head list)
                                         (max 0    lmax + head list)
                                         tail list)

你能发现我正在做的事情有什么问题吗?我不知所措。关于构建无限类型的抱怨真的让我感到震惊,因为我虽然Haskell完全是关于那种事情。它具有无限的数据结构,那么为什么无限类型的问题呢?我怀疑它与该悖论有关,这表明无类型的lambda演算是不一致的。我不如果有人能澄清,那就好了。

此外,我的印象是递归始终可以用折叠函数表示。任何人都可以告诉我如何通过使用折叠来做到这一点?代码是单个表达式的要求仍然存在。


您无法在Haskell中定义Y组合器。正如您所注意到的那样,这会导致无限类型。幸运的是,它已在Data.Function中作为fix提供,其中使用let绑定定义:

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fix f = let x = f x in x


因为Y组合器需要无限类型,所以你需要像这样的解决方法。

但我会将你的msss函数写成这样的单行:

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msss = fst . foldr (\x (gmax, lmax) -> let g = max (lmax + x) in (g gmax, g 0)) (0, 0)


好吧,让我们考虑一下。这个lambda表达式有什么类型?

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(\y f x -> f (y y f) x)

f是函数(a -> b) -> a -> bx是某个值b。是什么让y?鉴于我们刚才所说的f

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(y y f) :: (a -> b)

此外,由于我们将此表达式应用于自身,因此我们知道y与整个表达式具有相同的类型。这是我有点难过的部分。

所以y是一些神奇的高阶函数。它需要两个函数作为输入。所以它有点像y :: f1 -> f2 -> f3f2具有f的形式,并且f3具有上述结果类型。

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y :: f1 -> ((a -> b) -> a -> b) -> (a -> b)

问题是......什么是f1?嗯,它必须与y的类型相同。你看到这是如何超越Haskell的类型系统的力量?类型是根据其自身定义的。

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f1 = f1 -> ((a -> b) -> a -> b) -> (a -> b)

如果你想要一个独立的"单行",那么请改为使用hammar的建议:

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msss' = (\f -> let x = f x in x)
        (\g' gmax lmax list -> case list of
            [] -> gmax
            (x:xs) -> g' (max gmax lmax + x) (max 0 lmax + x) xs
        ) 0 0

虽然imho if max是允许的,但Data.Function中的fix也应该是允许的。除非你参加一些Prelude-only比赛。