Data.Maybe *例外: Maybe.fromJust: Nothing

Question

我试着写一个练习的程序。如果可以根据给定的语法解析字符串，则应该读取字符串并返回空列表。如果字符串不在有效语法中，则应该返回"Nothing“。就像这里：

>prog "c+c*c$"
Just""
>prog "c+c-c$"
Nothing

我编写了以下函数，它们是在GHCI中加载和编译的，但是当我使用任何参数运行prog时，会得到以下异常：*** Exception: Maybe.fromJust: Nothing

我想我以一种错误的方式访问或传递一个可能的字符串，但不确定在哪里。任何关于正确处理结构的帮助都是受欢迎的。

这是我的代码：

import Data.Maybe


match :: Char -> Maybe String -> Maybe String
match x input
  | (isNothing input == False) && (x == head (fromJust(input))) = Just (tail (fromJust(input)))
  | otherwise = Nothing


prog :: String -> Maybe String
prog x = match '$' (expr (Just (x)))


expr :: Maybe String -> Maybe String
expr x = ttail (term x)


term :: Maybe String -> Maybe String
term x = ftail (factor x)


ttail :: Maybe String -> Maybe String
ttail x
  | fromJust(x) == [] = Just []
  | otherwise = ttail (term (match '+' x))


factor :: Maybe String -> Maybe String
factor x = match 'c' x


ftail :: Maybe String -> Maybe String
ftail x
  | fromJust(x) == [] = Just []
  | otherwise  = ftail ( factor ( match '*' x))

Answer 1

OP的代码中有几个反模式。我只会讨论这个片段。

match :: Char -> Maybe String -> Maybe String
match x input
  | (isNothing input == False) && (x == head (fromJust(input))) = Just (tail (fromJust(input)))
  | otherwise = Nothing

• 使用isNothing, fromJust是一种反模式，因为后者是一个部分函数，当输入Nothing时，它会使程序崩溃。程序员必须小心事先检查isJust，这很容易被忘记。完全忘记这些函数，转而依赖模式匹配(见下文)要简单得多。
• .. == False应该重写为not ..
• not (isNothing ..)应该是isJust .. (但同样，模式匹配使得这没有意义)
• head,tail,!!也是部分函数，如果可能的话，应该用模式匹配代替它们。上面，head可能在[]上被调用，所以我们需要事先检查它。模式匹配避免了这种需要。
• 而不是.. == []，我们可以使用null .. (或者更好的模式匹配)。
• 永远不要为函数调用编写f(x)，括号在这里没有意义。
• 使用-Wall标志打开警告:编译器经常会发现代码中的问题。

如果您正在学习Haskell，我强烈建议您不要使用危险的部分函数，并阅读关于模式修补的教程，使用该教程可以防止代码中的几乎所有问题。

作为比较，上面的代码可以重写为：

match :: Char -> Maybe String -> Maybe String
match x (Just (y:ys)) | x==y = Just ys
match _ _                    = Nothing

请注意模式匹配是如何同时检查参数是否为非空列表的Just，并提取构造函数中的数据。当它失败时，下一次匹配将被接受(而不是破坏程序)。

在没有模式匹配(例如，Java)的语言中，库常常迫使我们在访问数据(x.hasNext())之前记住检查数据是否存在(x.next())。忘记检查会导致运行时错误/异常。通过模式匹配，这两个步骤结合在同一个语言结构中，因此没有办法“忘记”检查并使程序崩溃。

与原始代码不同，match x (Just [])不会崩溃，而是返回Nothing。

Answer 2

fromJust期望被传递一个Just值并接收一个Nothing值，这就是为什么会发生这种异常：

http://hackage.haskell.org/package/base-4.11.1.0/docs/Data-Maybe.html#v:fromJust

请注意，我鼓励您使用maybe函数，这将有助于澄清我认为的代码(以及.也许可以找到bug :)

此外，maybe比fromJust更可取，因为它不是一个部分函数(即保证该函数在运行时不会出错)

例如，它允许您重写：

match :: Char -> Maybe String -> Maybe String
match x input
  | (isNothing input == False) && (x == head (fromJust(input))) = Just (tail (fromJust(input)))
  | otherwise = Nothing

作为

match :: Char -> Maybe String -> Maybe String
match x input =
  maybe
    Nothing
    (\i ->
      if x == head i
        then Just $ tail i
        else Nothing)
    input

还有一件事：head和tail也是部分函数，您更愿意使用这样的模式匹配来避免运行时异常，例如，当字符串为空时：

match :: Char -> Maybe String -> Maybe String
match x input =
  maybe
    Nothing
    (\i -> case i of
      [] -> Nothing
      first:rest -> 
        if x == first
          then Just rest
          else Nothing)
    input

(编辑:还可以看到@chi的答案，它给出了match的一个很好的惯用实现！)