D 中的特征可以用于类型类吗？

我是 D 新手，我正在寻找一种使用类似 Haskell 的类型类进行编程的好方法，例如D 中的函子、幺半群等。

Tango 或 Phobos 中是否实现了类似的功能？

我听说过可以对某些属性进行编译时类型检查的特征。它们可以用于类型类吗？

我尝试了一些模板专业化并提出了这个：

// Monoid.d
// generic Monoid gets called when there is no instance of Monoid for Type T
class Monoid(T) {
    pragma(msg, "Type is not a Monoid");
}

// Monoid instance for double
class Monoid(T:double) {
    static T mzero() { return 0; }
    static T mappend(T a, T b ) { return a + b;}
}

// Monoid instance for int
class Monoid(T:int) {
    static T mzero() { return 0; }
    static T mappend(T a, T b ) { return a + b;}
}

类型参数需要为 Monoid 的通用算法可以表示为：

template genericfunctions() {
    T TestMonoid(T,N = Monoid!T)(T a) {
        return N.mappend(N.mzero(),a);
    }
}

然而，如果你想省略模板参数，你必须导入所有需要的 Monoid 实例并混合genericfunctions模板。

import Monoid;
import std.stdio;
import std.conv;
mixin genericfunctions;

void main() {
    writefln(to!string(TestMonoid(3))); 
    writefln(to!string(TestMonoid(3.3243))); 
}

您现在可以使用整数和双精度数作为 Monoids。

然而，当你有像 Functor 这样的类型类，其实例本身是通用的时，事情会变得更加复杂：

module Functors;

// generic Functor like generic Monoid
class Functor(alias T, A) {
    pragma(msg,"Not an instance of Functor");
}

// very simple container to demonstrate functors behavior
class FunctorTest(A) {
    public A a; 
    this(A a) {
        this.a = a; 
    }
}

// instance of Functor for FunctorTest!A 
class Functor(alias T:FunctorTest,A) {
    static T!B fmap(B)(T!A a, B delegate(A) fn) {
        return new T!B(fn(a.a));
    }
}

一种算法如下所示：

template genericfunctions() {
    T TestMonoid(T,N = Monoid!T)(T a) {
        return N.mappend(N.mzero(),a);
    }

    // F is the Functor, A the functors type before,
    // B the functors Type after, N is the instance of Functor
    F!B fmap(alias F,A,B,N=Functor!(F,A))(F!A a, B delegate(A) fn) {
        return N.fmap!B(a,fn);
    }
}

幸运的是，您在使用它时可以省略四个模板参数：

mixin genericfunctions;

void main() {
    auto a = new FunctorTest!int(3);
    auto b = fmap(a,(int b) {return b+ 0.5;});
    writefln(to!string(b.a));
}

但是，当您想使用另一个 Functor 实例作为 Type 时，您必须指定 fmap 的所有 4 个类型参数。有没有一种方法只需要指定实例，其他参数就可以从中推导出来？

除了笨拙的 mixin 解决方法之外，还有其他选择吗？

这种方法还有其他我没有看到的缺点吗？

那其他方法呢？

感谢您阅读本文并花时间思考和回答:)

Edit:

是否可以使用 D 中的单元测试来定义像函子法则这样的约束？那肯定很不错。

template genericfunctions() {
  T TestMonoid(T,N = Monoid!T)(T a) {
    return N.mappend(N.mzero(),a);
  }
}

不需要这样：

T TestMonoid(T,N = Monoid!T)(T a) {
  return N.mappend(N.mzero(),a);
}

那应该足够了。有了这个，就不需要mixin either.

是否可以定义约束 就像单元测试中的函子法则 D？

不完全确定我理解您的要求，但您可以使用模板函数/类定义约束：

void isEven(T)(T x) if (isIntegral!T) { return x % 2 == 0; }

该模板只会在以下情况下实例化：T是一个整型。

请参阅底部的“模板约束”部分模板 http://d-programming-language.org/template.html page.