Idris2项目中Data.Vect.nubBy函数的可证明性改进

在函数式编程语言Idris2的标准库中，Data.Vect模块提供了一个名为nubBy的函数，用于去除向量中的重复元素。这个函数虽然被标记为public export，但由于其实现细节被封装在局部函数中，导致开发者无法对其进行编译时证明。

问题背景

nubBy函数的核心功能是通过给定的比较谓词，从一个向量中移除重复元素，返回一个包含唯一元素的新向量及其长度证明。当前的实现方式是将实际工作委托给一个名为nubBy'的局部函数，这个局部函数虽然完成了主要工作，但由于其作用域限制，外部无法直接访问或证明其性质。

技术分析

在Idris2中，编译时证明是类型系统的重要特性。开发者经常需要证明关于数据结构操作的各种性质。对于像nubBy这样的函数，我们可能希望证明：

• 结果向量确实不包含重复元素
• 结果向量的长度不超过原向量
• 结果向量包含原向量的所有独特元素

然而，当前的实现将这些证明可能性完全隐藏了，因为核心逻辑封装在不可见的局部函数中。

解决方案

经过社区讨论，提出的改进方案是将局部函数nubBy'提升为模块级函数，并重命名为nubByImpl。这种模式在标准库中已有先例，如Data.Vect.foldr函数的实现就采用了类似的策略，将其核心逻辑放在公开的foldrImpl函数中。

改进后的实现将具有以下结构：

1. nubByImpl作为公开的底层实现，处理实际的去重逻辑
2. nubBy作为简洁的对外接口，调用nubByImpl
3. nub作为特化版本，使用默认的相等比较

这种分层设计既保持了API的简洁性，又为编译时证明提供了必要的访问点。

实现细节

新的实现需要特别注意：

1. 保持原有函数的类型签名和行为不变
2. 确保所有必要的参数都正确传递
3. 维护文档注释的完整性
4. 考虑可能的命名空间组织

替代方案评估

考虑过其他实现方式，如使用命名空间封装局部函数，但这种方法会不必要地增加函数签名复杂度。相比之下，将核心逻辑提取为独立函数是最直接和清晰的解决方案。

对开发者的影响

这一改进将显著增强开发者对向量去重操作的验证能力。例如，现在可以：

• 证明nubBy保持某些元素性质
• 验证特定谓词下的去重结果
• 构建基于唯一性保证的更复杂抽象

结论

通过将nubBy的核心实现提升为公开函数，Idris2标准库为开发者提供了更强的类型系统能力，同时保持了API的简洁性。这种模式可以推广到其他类似情况，平衡封装需求与验证可能性。