compiler/hsSyn/HsPat.lhs

   1 %
   2 % (c) The GRASP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1998
   3 %
   4 \section[PatSyntax]{Abstract Haskell syntax---patterns}
   5
   6 \begin{code}
   7 module HsPat (
   8         Pat(..), InPat, OutPat, LPat,
   9
  10         HsConDetails(..), hsConArgs,
  11
  12         mkPrefixConPat, mkCharLitPat, mkNilPat, mkCoPat,
  13
  14         isBangHsBind,
  15         patsAreAllCons, isConPat, isSigPat, isWildPat,
  16         patsAreAllLits, isLitPat, isIrrefutableHsPat
  17     ) where
  18
  19 #include "HsVersions.h"
  20
  21
  22 import {-# SOURCE #-} HsExpr            ( SyntaxExpr )
  23
  24 -- friends:
  25 import HsBinds          ( DictBinds, HsBind(..), ExprCoFn, isIdCoercion, pprCoFn,
  26                           emptyLHsBinds, pprLHsBinds )
  27 import HsLit            ( HsLit(HsCharPrim), HsOverLit )
  28 import HsTypes          ( LHsType, PostTcType )
  29 import BasicTypes       ( Boxity, tupleParens )
  30 -- others:
  31 import PprCore          ( {- instance OutputableBndr TyVar -} )
  32 import TysWiredIn       ( nilDataCon, charDataCon, charTy )
  33 import Var              ( TyVar )
  34 import DataCon          ( DataCon, dataConTyCon )
  35 import TyCon            ( isProductTyCon )
  36 import Outputable
  37 import Type             ( Type )
  38 import SrcLoc           ( Located(..), unLoc, noLoc )
  39 \end{code}
  40
  41
  42 \begin{code}
  43 type InPat id  = LPat id        -- No 'Out' constructors
  44 type OutPat id = LPat id        -- No 'In' constructors
  45
  46 type LPat id = Located (Pat id)
  47
  48 data Pat id
  49   =     ------------ Simple patterns ---------------
  50     WildPat     PostTcType              -- Wild card
  51   | VarPat      id                      -- Variable
  52   | VarPatOut   id (DictBinds id)       -- Used only for overloaded Ids; the
  53                                         -- bindings give its overloaded instances
  54   | LazyPat     (LPat id)               -- Lazy pattern
  55   | AsPat       (Located id) (LPat id)  -- As pattern
  56   | ParPat      (LPat id)               -- Parenthesised pattern
  57   | BangPat     (LPat id)               -- Bang patterng
  58
  59         ------------ Lists, tuples, arrays ---------------
  60   | ListPat     [LPat id]               -- Syntactic list
  61                 PostTcType              -- The type of the elements
  62
  63   | TuplePat    [LPat id]               -- Tuple
  64                 Boxity                  -- UnitPat is TuplePat []
  65                 PostTcType
  66         -- You might think that the PostTcType was redundant, but it's essential
  67         --      data T a where
  68         --        T1 :: Int -> T Int
  69         --      f :: (T a, a) -> Int
  70         --      f (T1 x, z) = z
  71         -- When desugaring, we must generate
  72         --      f = /\a. \v::a.  case v of (t::T a, w::a) ->
  73         --                       case t of (T1 (x::Int)) ->
  74         -- Note the (w::a), NOT (w::Int), because we have not yet
  75         -- refined 'a' to Int.  So we must know that the second component
  76         -- of the tuple is of type 'a' not Int.  See selectMatchVar
  77
  78   | PArrPat     [LPat id]               -- Syntactic parallel array
  79                 PostTcType              -- The type of the elements
  80
  81         ------------ Constructor patterns ---------------
  82   | ConPatIn    (Located id)
  83                 (HsConDetails id (LPat id))
  84
  85   | ConPatOut {
  86         pat_con   :: Located DataCon,
  87         pat_tvs   :: [TyVar],           -- Existentially bound type variables
  88                                         --   including any bound coercion variables
  89         pat_dicts :: [id],              -- Ditto dictionaries
  90         pat_binds :: DictBinds id,      -- Bindings involving those dictionaries
  91         pat_args  :: HsConDetails id (LPat id),
  92         pat_ty    :: Type               -- The type of the pattern
  93     }
  94
  95         ------------ Literal and n+k patterns ---------------
  96   | LitPat          HsLit               -- Used for *non-overloaded* literal patterns:
  97                                         -- Int#, Char#, Int, Char, String, etc.
  98
  99   | NPat            (HsOverLit id)              -- ALWAYS positive
 100                     (Maybe (SyntaxExpr id))     -- Just (Name of 'negate') for negative
 101                                                 -- patterns, Nothing otherwise
 102                     (SyntaxExpr id)             -- Equality checker, of type t->t->Bool
 103                     PostTcType                  -- Type of the pattern
 104
 105   | NPlusKPat       (Located id)        -- n+k pattern
 106                     (HsOverLit id)      -- It'll always be an HsIntegral
 107                     (SyntaxExpr id)     -- (>=) function, of type t->t->Bool
 108                     (SyntaxExpr id)     -- Name of '-' (see RnEnv.lookupSyntaxName)
 109
 110         ------------ Generics ---------------
 111   | TypePat         (LHsType id)        -- Type pattern for generic definitions
 112                                         -- e.g  f{| a+b |} = ...
 113                                         -- These show up only in class declarations,
 114                                         -- and should be a top-level pattern
 115
 116         ------------ Pattern type signatures ---------------
 117   | SigPatIn        (LPat id)           -- Pattern with a type signature
 118                     (LHsType id)
 119
 120   | SigPatOut       (LPat id)           -- Pattern with a type signature
 121                     Type
 122
 123         ------------ Dictionary patterns (translation only) ---------------
 124   | DictPat         -- Used when destructing Dictionaries with an explicit case
 125                     [id]                        -- superclass dicts
 126                     [id]                        -- methods
 127
 128         ------------ Pattern coercions (translation only) ---------------
 129   | CoPat       ExprCoFn                -- If co::t1 -> t2, p::t2,
 130                                         -- then (CoPat co p) :: t1
 131                 (Pat id)                -- No nested location reqd
 132                 Type
 133 \end{code}
 134
 135 HsConDetails is use both for patterns and for data type declarations
 136
 137 \begin{code}
 138 data HsConDetails id arg
 139   = PrefixCon [arg]                     -- C p1 p2 p3
 140   | RecCon    [(Located id, arg)]       -- C { x = p1, y = p2 }
 141   | InfixCon  arg arg                   -- p1 `C` p2
 142
 143 hsConArgs :: HsConDetails id arg -> [arg]
 144 hsConArgs (PrefixCon ps)   = ps
 145 hsConArgs (RecCon fs)      = map snd fs
 146 hsConArgs (InfixCon p1 p2) = [p1,p2]
 147 \end{code}
 148
 149
 150 %************************************************************************
 151 %*                                                                      *
 152 %*              Printing patterns
 153 %*                                                                      *
 154 %************************************************************************
 155
 156 \begin{code}
 157 instance (OutputableBndr name) => Outputable (Pat name) where
 158     ppr = pprPat
 159
 160 pprPatBndr :: OutputableBndr name => name -> SDoc
 161 pprPatBndr var                  -- Print with type info if -dppr-debug is on
 162   = getPprStyle $ \ sty ->
 163     if debugStyle sty then
 164         parens (pprBndr LambdaBind var)         -- Could pass the site to pprPat
 165                                                 -- but is it worth it?
 166     else
 167         ppr var
 168
 169 pprPat :: (OutputableBndr name) => Pat name -> SDoc
 170 pprPat (VarPat var)       = pprPatBndr var
 171 pprPat (VarPatOut var bs) = parens (pprPatBndr var <+> braces (ppr bs))
 172 pprPat (WildPat _)        = char '_'
 173 pprPat (LazyPat pat)      = char '~' <> ppr pat
 174 pprPat (BangPat pat)      = char '!' <> ppr pat
 175 pprPat (AsPat name pat)   = parens (hcat [ppr name, char '@', ppr pat])
 176 pprPat (ParPat pat)       = parens (ppr pat)
 177 pprPat (ListPat pats _)     = brackets (interpp'SP pats)
 178 pprPat (PArrPat pats _)     = pabrackets (interpp'SP pats)
 179 pprPat (TuplePat pats bx _) = tupleParens bx (interpp'SP pats)
 180
 181 pprPat (ConPatIn con details) = pprUserCon con details
 182 pprPat (ConPatOut { pat_con = con, pat_tvs = tvs, pat_dicts = dicts,
 183                     pat_binds = binds, pat_args = details })
 184   = getPprStyle $ \ sty ->      -- Tiresome; in TcBinds.tcRhs we print out a
 185     if debugStyle sty then      -- typechecked Pat in an error message,
 186                                 -- and we want to make sure it prints nicely
 187         ppr con <+> sep [ hsep (map pprPatBndr tvs) <+> hsep (map pprPatBndr dicts),
 188                           pprLHsBinds binds, pprConArgs details]
 189     else pprUserCon con details
 190
 191 pprPat (LitPat s)             = ppr s
 192 pprPat (NPat l Nothing  _ _)  = ppr l
 193 pprPat (NPat l (Just _) _ _)  = char '-' <> ppr l
 194 pprPat (NPlusKPat n k _ _)    = hcat [ppr n, char '+', ppr k]
 195 pprPat (TypePat ty)           = ptext SLIT("{|") <> ppr ty <> ptext SLIT("|}")
 196 pprPat (CoPat co pat _)       = parens (pprCoFn (ppr pat) co)
 197 pprPat (SigPatIn pat ty)      = ppr pat <+> dcolon <+> ppr ty
 198 pprPat (SigPatOut pat ty)     = ppr pat <+> dcolon <+> ppr ty
 199 pprPat (DictPat ds ms)        = parens (sep [ptext SLIT("{-dict-}"),
 200                                              brackets (interpp'SP ds),
 201                                              brackets (interpp'SP ms)])
 202
 203 pprUserCon c (InfixCon p1 p2) = ppr p1 <+> ppr c <+> ppr p2
 204 pprUserCon c details          = ppr c <+> pprConArgs details
 205
 206 pprConArgs (PrefixCon pats) = interppSP pats
 207 pprConArgs (InfixCon p1 p2) = interppSP [p1,p2]
 208 pprConArgs (RecCon rpats)   = braces (hsep (punctuate comma (map (pp_rpat) rpats)))
 209                             where
 210                               pp_rpat (v, p) = hsep [ppr v, char '=', ppr p]
 211
 212
 213 -- add parallel array brackets around a document
 214 --
 215 pabrackets   :: SDoc -> SDoc
 216 pabrackets p  = ptext SLIT("[:") <> p <> ptext SLIT(":]")
 217 \end{code}
 218
 219
 220 %************************************************************************
 221 %*                                                                      *
 222 %*              Building patterns
 223 %*                                                                      *
 224 %************************************************************************
 225
 226 \begin{code}
 227 mkPrefixConPat :: DataCon -> [OutPat id] -> Type -> OutPat id
 228 -- Make a vanilla Prefix constructor pattern
 229 mkPrefixConPat dc pats ty
 230   = noLoc $ ConPatOut { pat_con = noLoc dc, pat_tvs = [], pat_dicts = [],
 231                         pat_binds = emptyLHsBinds, pat_args = PrefixCon pats,
 232                         pat_ty = ty }
 233
 234 mkNilPat :: Type -> OutPat id
 235 mkNilPat ty = mkPrefixConPat nilDataCon [] ty
 236
 237 mkCharLitPat :: Char -> OutPat id
 238 mkCharLitPat c = mkPrefixConPat charDataCon [noLoc $ LitPat (HsCharPrim c)] charTy
 239
 240 mkCoPat :: ExprCoFn -> OutPat id -> Type -> OutPat id
 241 mkCoPat co lpat@(L loc pat) ty
 242   | isIdCoercion co = lpat
 243   | otherwise = L loc (CoPat co pat ty)
 244 \end{code}
 245
 246
 247 %************************************************************************
 248 %*                                                                      *
 249 %* Predicates for checking things about pattern-lists in EquationInfo   *
 250 %*                                                                      *
 251 %************************************************************************
 252
 253 \subsection[Pat-list-predicates]{Look for interesting things in patterns}
 254
 255 Unlike in the Wadler chapter, where patterns are either ``variables''
 256 or ``constructors,'' here we distinguish between:
 257 \begin{description}
 258 \item[unfailable:]
 259 Patterns that cannot fail to match: variables, wildcards, and lazy
 260 patterns.
 261
 262 These are the irrefutable patterns; the two other categories
 263 are refutable patterns.
 264
 265 \item[constructor:]
 266 A non-literal constructor pattern (see next category).
 267
 268 \item[literal patterns:]
 269 At least the numeric ones may be overloaded.
 270 \end{description}
 271
 272 A pattern is in {\em exactly one} of the above three categories; `as'
 273 patterns are treated specially, of course.
 274
 275 The 1.3 report defines what ``irrefutable'' and ``failure-free'' patterns are.
 276 \begin{code}
 277 isWildPat (WildPat _) = True
 278 isWildPat other       = False
 279
 280 patsAreAllCons :: [Pat id] -> Bool
 281 patsAreAllCons pat_list = all isConPat pat_list
 282
 283 isConPat (AsPat _ pat)   = isConPat (unLoc pat)
 284 isConPat (ConPatIn {})   = True
 285 isConPat (ConPatOut {})  = True
 286 isConPat (ListPat {})    = True
 287 isConPat (PArrPat {})    = True
 288 isConPat (TuplePat {})   = True
 289 isConPat (DictPat ds ms) = (length ds + length ms) > 1
 290 isConPat other           = False
 291
 292 isSigPat (SigPatIn _ _)  = True
 293 isSigPat (SigPatOut _ _) = True
 294 isSigPat other           = False
 295
 296 patsAreAllLits :: [Pat id] -> Bool
 297 patsAreAllLits pat_list = all isLitPat pat_list
 298
 299 isLitPat (AsPat _ pat)          = isLitPat (unLoc pat)
 300 isLitPat (LitPat _)             = True
 301 isLitPat (NPat _ _ _ _)         = True
 302 isLitPat (NPlusKPat _ _ _ _)    = True
 303 isLitPat other                  = False
 304
 305 isBangHsBind :: HsBind id -> Bool
 306 -- In this module because HsPat is above HsBinds in the import graph
 307 isBangHsBind (PatBind { pat_lhs = L _ (BangPat p) }) = True
 308 isBangHsBind bind                                    = False
 309
 310 isIrrefutableHsPat :: LPat id -> Bool
 311 -- This function returns False if it's in doubt; specifically
 312 -- on a ConPatIn it doesn't know the size of the constructor family
 313 -- But if it returns True, the pattern is definitely irrefutable
 314 isIrrefutableHsPat pat
 315   = go pat
 316   where
 317     go (L _ pat)         = go1 pat
 318
 319     go1 (WildPat _)         = True
 320     go1 (VarPat _)          = True
 321     go1 (VarPatOut _ _)     = True
 322     go1 (LazyPat pat)       = True
 323     go1 (BangPat pat)       = go pat
 324     go1 (CoPat _ pat _)     = go1 pat
 325     go1 (ParPat pat)        = go pat
 326     go1 (AsPat _ pat)       = go pat
 327     go1 (SigPatIn pat _)    = go pat
 328     go1 (SigPatOut pat _)   = go pat
 329     go1 (TuplePat pats _ _) = all go pats
 330     go1 (ListPat pats _)    = False
 331     go1 (PArrPat pats _)    = False     -- ?
 332
 333     go1 (ConPatIn _ _) = False  -- Conservative
 334     go1 (ConPatOut{ pat_con = L _ con, pat_args = details })
 335         =  isProductTyCon (dataConTyCon con)
 336         && all go (hsConArgs details)
 337
 338     go1 (LitPat _)         = False
 339     go1 (NPat _ _ _ _)     = False
 340     go1 (NPlusKPat _ _ _ _) = False
 341
 342     go1 (TypePat _)   = panic "isIrrefutableHsPat: type pattern"
 343     go1 (DictPat _ _) = panic "isIrrefutableHsPat: type pattern"
 344 \end{code}
 345