[project @ 2005-10-13 11:09:50 by ross]
[haskell-directory.git] / Data / Generics / Twins.hs
index 3376774..dcc01aa 100644 (file)
@@ -1,29 +1,36 @@
 -----------------------------------------------------------------------------
 -- |
 -- Module      :  Data.Generics.Twins
--- Copyright   :  (c) The University of Glasgow, CWI 2001--2003
+-- Copyright   :  (c) The University of Glasgow, CWI 2001--2004
 -- License     :  BSD-style (see the file libraries/base/LICENSE)
 -- 
 -- Maintainer  :  libraries@haskell.org
 -- Stability   :  experimental
--- Portability :  non-portable
+-- Portability :  non-portable (local universal quantification)
 --
--- "Scrap your boilerplate" --- Generic programming in Haskell 
--- See <http://www.cs.vu.nl/boilerplate/>.
+-- \"Scrap your boilerplate\" --- Generic programming in Haskell 
+-- See <http://www.cs.vu.nl/boilerplate/>. The present module 
+-- provides support for multi-parameter traversal, which is also 
+-- demonstrated with generic operations like equality.
 --
 -----------------------------------------------------------------------------
 
 module Data.Generics.Twins ( 
 
-       -- * The idiom of multi-parameter traversal
-       tfoldl,
+       -- * Generic folds and maps that also accumulate
+       gfoldlAccum,
+       gmapAccumT,
+       gmapAccumM,
+       gmapAccumQl,
+       gmapAccumQr,
+       gmapAccumQ,
 
-       -- * Twin mapping combinators
-       tmapT,
-       tmapQl,
-       tmapM,
+       -- * Mapping combinators for twin traversal
+       gzipWithT,
+       gzipWithM,
+       gzipWithQ,
 
-       -- * Prime examples of twin traversal
+       -- * Typical twin traversals
        geq,
        gzip
 
@@ -32,109 +39,178 @@ module Data.Generics.Twins (
 
 ------------------------------------------------------------------------------
 
-
+#ifdef __HADDOCK__
+import Prelude
+#endif
 import Data.Generics.Basics
 import Data.Generics.Aliases
 
+#ifdef __GLASGOW_HASKELL__
+import Prelude hiding ( GT )
+#endif
 
 ------------------------------------------------------------------------------
 
 
 ------------------------------------------------------------------------------
 --
---     The idiom of multi-parameter traversal
+--     Generic folds and maps that also accumulate
 --
 ------------------------------------------------------------------------------
 
-{-
+{--------------------------------------------------------------
 
-The fact that we traverse two terms semi-simultaneously is reflected
-by the nested generic function type that occurs as the result type of
-tfoldl. By "semi-simultaneously", we mean that we first fold over the
-first term and compute a LIST of generic functions to be folded over
-the second term. So the outermost generic function type is GenericQ
-because we compute a list of generic functions which is a kind of
-query.  The inner generic function type is parameterised in a type
-constructor c so that we can instantiate twin traversal for
-transformations (T), queries (Q), and monadic transformations (M).
-The combinator tfoldl is also parameterised by a nested generic
-function which serves as the function to be mapped over the first term
-to get the functions to be mapped over the second term. The combinator
-tfoldl is further parameterised by gfoldl-like parameters k and z
-which however need to be lifted to k' and z' such that plain term
-traversal is combined with list traversal (of the list of generic
-functions).  That is, the essence of multi-parameter term traversal is
-a single term traversal interleaved with a list fold. As the
-definition of k' and z' details, the list fold can be arranged by the
-ingredients of the term fold. To this end, we use a designated TWIN
-datatype constructor which pairs a given type constructor c with a
-list of generic functions.
+A list map can be elaborated to perform accumulation.
+In the same sense, we can elaborate generic maps over terms.
 
--}
+We recall the type of map:
+map :: (a -> b) -> [a] -> [b]
+
+We recall the type of an accumulating map (see Data.List):
+mapAccumL :: (a -> b -> (a,c)) -> a -> [b] -> (a,[c])
+
+Applying the same scheme we obtain an accumulating gfoldl.
 
-tfoldl :: (forall a b. Data a => c (a -> b) -> c a -> c b)
-       -> (forall g. g -> c g)
-       -> GenericQ (Generic c)
-       -> GenericQ (Generic c)
+--------------------------------------------------------------}
 
-tfoldl k z t xs ys = case gfoldl k' z' ys of { TWIN _ c -> c }
+-- | gfoldl with accumulation
+
+gfoldlAccum :: Data d
+            => (forall d r. Data d => a -> c (d -> r) -> d -> (a, c r))
+            -> (forall g. a -> g -> (a, c g))
+            -> a -> d -> (a, c d)
+
+gfoldlAccum k z a d = unA (gfoldl k' z' d) a
  where
-   l = gmapQ (\x -> Generic' (t x)) xs
-   k' (TWIN (r:rs) c) y = TWIN rs (k c (unGeneric' r y))
-   z' f                 = TWIN l (z f)
+  k' c y = A (\a -> let (a', c') = unA c a in k a' c' y)
+  z' f   = A (\a -> z a f)
 
 
--- Pairing ID, CONST, m or others with lists of generic functions
-data TWIN c a   = TWIN [Generic' c] (c a) 
+-- | A type constructor for accumulation
+newtype A a c d = A { unA :: a -> (a, c d) }
+
+
+-- | gmapT with accumulation
+gmapAccumT :: Data d
+           => (forall d. Data d => a -> d -> (a,d))
+           -> a -> d -> (a, d)
+gmapAccumT f a d = let (a',d') = gfoldlAccum k z a d
+                    in (a',unID d')
+ where
+  k a (ID c) d = let (a',d') = f a d 
+                  in (a', ID (c d'))
+  z a x = (a, ID x)
+
+
+-- | gmapM with accumulation
+gmapAccumM :: (Data d, Monad m)
+           => (forall d. Data d => a -> d -> (a, m d))
+           -> a -> d -> (a, m d)
+gmapAccumM f = gfoldlAccum k z
+ where
+  k a c d = let (a',d') = f a d 
+             in (a', d' >>= \d'' -> c >>= \c' -> return (c' d''))
+  z a x = (a, return x)
+
+
+-- | gmapQl with accumulation
+gmapAccumQl :: Data d 
+            => (r -> r' -> r) 
+            -> r
+            -> (forall d. Data d => a -> d -> (a,r'))
+            -> a -> d -> (a, r)
+gmapAccumQl o r f a d = let (a',r) = gfoldlAccum k z a d
+                         in (a',unCONST r)
+ where
+  k a (CONST c) d = let (a',r') = f a d 
+                     in (a', CONST (c `o` r'))
+  z a _ = (a, CONST r)
+
+
+-- | gmapQr with accumulation
+gmapAccumQr :: Data d 
+            => (r' -> r -> r) 
+            -> r
+            -> (forall d. Data d => a -> d -> (a,r'))
+            -> a -> d -> (a, r)
+gmapAccumQr o r f a d = let (a',l) = gfoldlAccum k z a d
+                         in (a',unQr l r)
+ where
+  k a (Qr c) d = let (a',r') = f a d 
+                  in (a', Qr (\r -> c (r' `o` r)))
+  z a _ = (a, Qr id)
+
+
+-- | gmapQ with accumulation
+gmapAccumQ :: Data d
+           => (forall d. Data d => a -> d -> (a,q))
+           -> a -> d -> (a, [q])
+gmapAccumQ f = gmapAccumQr (:) [] f
 
 
 
 ------------------------------------------------------------------------------
 --
---     Twin mapping combinators
+--     Helper type constructors
 --
 ------------------------------------------------------------------------------
 
-tmapT :: GenericQ (GenericT) -> GenericQ (GenericT)
-tmapT f x y = unID $ tfoldl k z f' x y
- where
-  f' x y = ID $ f x y
-  k (ID c) (ID x) = ID (c x)
-  z = ID
+
+-- | The identity type constructor needed for the definition of gmapAccumT
+newtype ID x = ID { unID :: x }
 
 
-tmapQl :: (r -> r -> r) 
-       -> r
-       -> GenericQ (GenericQ r)
-       -> GenericQ (GenericQ r)
-tmapQl o r f x y = unCONST $ tfoldl k z f' x y
- where
-  f' x y = CONST $ f x y
-  k (CONST c) (CONST x) = CONST (c `o` x)  
-  z _ = CONST r
+-- | The constant type constructor needed for the definition of gmapAccumQl
+newtype CONST c a = CONST { unCONST :: c }
+
+
+-- | The type constructor needed for the definition of gmapAccumQr
+newtype Qr r a = Qr { unQr  :: r -> r }
 
 
-tmapM :: Monad m => GenericQ (GenericM m) -> GenericQ (GenericM m)
-tmapM f x y = tfoldl k z f x y
+
+------------------------------------------------------------------------------
+--
+--     Mapping combinators for twin traversal
+--
+------------------------------------------------------------------------------
+
+
+-- | Twin map for transformation 
+gzipWithT :: GenericQ (GenericT) -> GenericQ (GenericT)
+gzipWithT f x y = case gmapAccumT perkid funs y of
+                    ([], c) -> c
+                    _       -> error "gzipWithT" 
  where
-  k c x = do c' <- c
-             x' <- x
-             return $ c' x'
-  z = return
+  perkid a d = (tail a, unGT (head a) d)
+  funs = gmapQ (\k -> GT (f k)) x
 
 
--- The identity type constructor needed for the definition of tmapT
-newtype ID x = ID { unID :: x }
 
+-- | Twin map for monadic transformation 
+gzipWithM :: Monad m => GenericQ (GenericM m) -> GenericQ (GenericM m)
+gzipWithM f x y = case gmapAccumM perkid funs y of
+                    ([], c) -> c
+                    _       -> error "gzipWithM" 
+ where
+  perkid a d = (tail a, unGM (head a) d)
+  funs = gmapQ (\k -> GM (f k)) x
 
--- The constant type constructor needed for the definition of tmapQl
-newtype CONST c a = CONST { unCONST :: c }
+
+-- | Twin map for queries
+gzipWithQ :: GenericQ (GenericQ r) -> GenericQ (GenericQ [r])
+gzipWithQ f x y = case gmapAccumQ perkid funs y of
+                   ([], r) -> r
+                   _       -> error "gzipWithQ" 
+ where
+  perkid a d = (tail a, unGQ (head a) d)
+  funs = gmapQ (\k -> GQ (f k)) x
 
 
 
 ------------------------------------------------------------------------------
 --
---     Prime examples of twin traversal
+--     Typical twin traversals
 --
 ------------------------------------------------------------------------------
 
@@ -157,22 +233,20 @@ couples of immediate subterms from the two given input terms.)
 -}
 
 geq x y = geq' x y
- where
-  geq' :: forall a b. (Data a, Data b) => a -> b -> Bool
-  geq' x y = and [ (toConstr x == toConstr y)
-                 , tmapQl (\b1 b2 -> and [b1,b2]) True geq' x y
-                 ]
+  where
+    geq' :: forall a b. (Data a, Data b) => a -> b -> Bool
+    geq' x y =     (toConstr x == toConstr y)
+                && and (gzipWithQ geq' x y)
 
 
 -- | Generic zip controlled by a function with type-specific branches
 gzip :: (forall a b. (Data a, Data b) => a -> b -> Maybe b)
      -> (forall a b. (Data a, Data b) => a -> b -> Maybe b)
 
-
 -- See testsuite/.../Generics/gzip.hs for an illustration
 gzip f x y = 
   f x y
   `orElse`
   if toConstr x == toConstr y
-   then tmapM (gzip f) x y
-   else Nothing
+    then gzipWithM (gzip f) x y
+    else Nothing