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《编程语言基础:Agda 描述》,Programming Language Foundations in Agda 中文版

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Agda-zh/PLFA-zh

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使用说明
/GettingStarted/
Rongxiao Fu
Oling Cat

CI pre-commit.ci status Release Version agda standard-library

读者指南 {#getting-started-for-readers}

《编程语言基础:Agda 语言描述》的使用方法与《Programming Language Foundations in Agda》一致。

本书可访问 PLFA-zh 在线阅读。

要参与翻译,请先阅读翻译规范

你可以在线阅读 PLFA,无需安装任何东西。 然而,如果你想要交互式编写代码或完成习题,那么就需要几样东西:

PLFA 只针对特定的 Agda 和 标准库版本进行了测试,相应版本已在前面的徽章中指明。 Agda 和标准库变化得十分迅速,而这些改变经常搞坏 PLFA,因此使用旧版或新版通常会出现问题。

Agda 和 Agda 标准库有多个版本。如果你使用了包管理器(如 Homebrew 或者 Debian apt),Agda 的版本可能不是最新的。除此之外,Agda 仍然在活跃的开发之中,如果你从 GitHub 上安装了开发版本,开发者的新变更也可能让这里的代码出现问题。 因此,使用上述版本的 Agda 和 Agda 标准库很重要。

macOS 平台:安装 XCode 命令行工具 {#on-macos-install-the-xcode-command-line-tools}

在 macOS 平台,你需要安装 XCode 命令行工具。 在大多数 macOS 系统版本上,你可以用下面的命令安装它们:

xcode-select --install

安装 Git {#install-git}

你可以使用下面的命令来检查你是否安装了 Git。

git --version

如果你没有 Git,请参阅 Git 下载页面

安装 GHC 和 Cabal {#install-ghc-and-cabal}

Agda 是用 Haskell 写成的,所以为了安装它我们需要 Glorious Haskell Compiler 和它的包管理器 Cabal。PLFA 应该在任何 >=8.10 的 GHC 版本下运行,在 8.10 到 9.8 版本下完成测试。我们建议使用 ghcup 来安装两者。 在 ghcup 安装好之后,输入下列命令:

ghcup install ghc 9.4.8
ghcup install cabal recommended

ghcup set ghc 9.4.8
ghcup set cabal recommended

或使用 ghcup tui 来『设置』合适的工具。

安装 Agda {#install-agda}

安装 Agda 最简单的方法是通过 Cabal。PLFA 使用 Agda 版本 2.7.0。运行下面的命令:

cabal update
cabal install Agda-2.7.0

这一步会消耗很长时间和很多内存来完成。

如果你遇到了问题,或者想参考替代的方法,可参阅 Agda 安装指引

如果你愿意,你可以测试 Agda 是否已正确安装

安装 PLFA 和 Agda 标准库 {#install-plfa-and-the-agda-standard-library}

我们建议您使用下面的命令把 PLFA 安装至你的家目录:

git clone --depth 1 https://github.com/plfa/plfa.github.io plfa

PLFA 包括了所需的 Agda 标准库版本,你可以在安装 PLFA 的目录下运行以下命令来下载它。

git submodule update --init

最后,我们需要让 Agda 知道如何找到标准库。 你需要两个配置文件,一个用于指定库的路径,一个用于指定默认载入的库。

在 macOS 和 Unix 上,如果 PLFA 已经安装至 Home 目录,且你没有希望保存的配置文件,运行下面的命令:

mkdir -p ~/.agda
cp ~/plfa/data/dotagda/* ~/.agda

这条命令提供了 Agda 标准库,也让 PLFA 可以当作一个 Agda 库来使用。

否则,你需要手动编辑相关的配置文件。两者都位于 AGDA_DIR 目录下。 在 UNIX 和 macOS 平台,AGDA_DIR 默认为 ~/.agda。在 Windows 平台,AGDA_DIR 一般默认为 %AppData%\agda,而 %AppData% 默认为 C:\Users\USERNAME\AppData\Roaming

  • 如果 AGDA_DIR 文件夹不存在,创建它。
  • AGDA_DIR 中,创建一个纯文本文件 libraries,内容为 /path/to/standard-library.agda-lib (即上文中记录的路径)。 这个文件让 Agda 知道有一个名为 standard-library 的库可用。
  • AGDA_DIR 中,创建一个纯文本文件 defaults,内容__仅__为 standard-library 这一行。
  • 如果你想导入书中的模块,那么需要将 PLFA 设置为 Agda 库。假设 PLFA 是 PLFA 的根目录,完成此设置需要将 PLFA/src/plfa.agda-lib 作为单独的一行添加到 AGDA_DIR/libraries,并将 plfa 作为单独的一行添加到 AGDA_DIR/defaults

关于放置标准库的更多信息可以参阅 Agda 文档中的库管理

设置 Agda 的编辑器

Emacs

推荐的 Agda 编辑器是 Emacs。安装 Emacs 可以用下面的方法:

确保你可以用你安装的版本打开、编辑、保存文件。GNU Emacs 网站上的 Emacs 向导描述了如果打开 Emacs 安装中的教程。

Agda 自带了 Emacs 编辑器支持,如果你安装了 Agda,运行下面的命令来配置 Emacs:

agda-mode setup
agda-mode compile

如果你已经是 Emacs 用户,并有自己的设置,你会发现 setup 命令向你的 .emacs 文件中追加了配置,来配合你已有的设置。

在 Emacs 中自动加载 agda-mode

从版本 2.6.0 开始,Agda 支持 Markdown 风格的文学编程,文件使用 .lagda.md 扩展名。 该扩展名的一个问题就是 Emacs 默认会进入 Markdown 编辑模式。 而为了让 agda-mode 在你打开 .agda.lagda.md 文件时自动加载, 请将以下内容放到你的 Emacs 配置文件中:

;; auto-load agda-mode for .agda and .lagda.md
(setq auto-mode-alist
   (append
     '(("\\.agda\\'" . agda2-mode)
       ("\\.lagda.md\\'" . agda2-mode))
     auto-mode-alist))

如果你的配置中已有了改变 auto-mode-alist 的设置,将上述内容放置在已有的设置__之后__,或者将其与已有设置合并(如果你对 Emacs Lisp 足够了解)。 Emacs 的配置文件通常位于 ~/.emacs~/.emacs.d/init.el,然而 Aquamacs 用户需要将启动设置放到位于 ~/Library/Preferences/Aquamacs Emacs/PreferencesPreferences.el 文件中。 对于 Windows 平台,请参阅 GNU Emacs 文档 来寻找配置文件的位置。

可选:在 Emacs 中使用 Mononoki 字体

Agda 中的很多重要符号是用 Unicode 来表示的,因此用来显示和编辑 Agda 的字体需要正确地显示这些符号。最重要的是你使用的字体需要有好的 Unicode 字符支持。我们推荐 Mononoki, 其他的备选字体有 Source Code ProDejaVu Sans MonoFreeMono

你可以直接从此网站 下载并安装 Mononoki。对于大多数系统来说,安装字体只是简单的下载 .otf 或者 .ttf 文件。 如果你的包管理器提供了 Mononoki 的包,那样可能更加简单。 例如,macOS 的 Homebrew 提供了 font-mononiki 包;Debian 的 APT 提供了 fonts-mononoki 包。 将下面的内容加入 Emacs 配置文件,可以把 Mononoki 设置为 Emacs 的默认字体:

;; default to mononoki
(set-face-attribute 'default nil
                    :family "mononoki"
                    :height 120
                    :weight 'normal
                    :width  'normal)

检查 agda-mode 是否正确安装

在 Emacs 中打开本书的第一章 (plfa/src/plfa/part1/Naturals.lagda.md),输入 C-c C-l 来载入和类型检查这个文件。

在 Emacs 中使用 agda-mode

要加载文件并对其执行类型检查,请使用 C-c C-l

Agda 的编辑是通过使用「」来交互的,它表示程序中尚未填充的片段。 如果用问号作为表达式,并用 C-c C-l 加载缓冲区,Agda 会将问号替换为一个「洞」。 当光标在洞中时,你可以做以下这些事情:

  • C-c C-c: 分项(询问变量名,case)
  • C-c C-空格:填洞
  • C-c C-r:用构造子精化(refine)
  • C-c C-a:自动填洞(automatic)
  • C-c C-,:目标类型和语境
  • C-c C-.:目标类型,语境,以及推断的类型

更多细节请见 emacs-mode 文档

如果你想在 Agda 代码的侧边而非底栏查看信息,那么可以这样做:

  • 打开 Agda 文件并按 C-c C-l
  • C-x 1 来仅显示当前 Agda 文件;
  • C-x 3 来垂直分割窗口;
  • 将光标移动到右侧窗口;
  • C-x b 并输入「Agda information」切换到该缓冲区。

现在,Agda 的错误消息将会在代码右侧显示,而非被挤压在底部的狭小空间里。

在 Emacs 中使用 agda-mode 输入 Unicode 字符

当你书写 Agda 代码时,你需要输入标准键盘上没有的字符。Emacs 的「Agda-mode」定义了字符翻译来让这件事更容易:当你输入特定普通字符的序列时,Emacs 会在 Agda 文件中使用对应的特殊字符来替换。

例如,我们可以在之前的 .agda 测试文件中加入一条注释。 比如说,我们想要加入下面的注释:

{- I am excited to type ∀ and → and ≤ and ≡ !! -}

前几个字符都是普通字符,我们可以如往常的方式输入它们……

{- I am excited to type

在最后一个空格之后,我们无法在键盘上找到 ∀ 这个键。这个字符的输入序列是四个字符 \all,所以我们输入这四个字符,当我们完成时,Emacs 会把它们替换成我们想要的……

{- I am excited to type ∀

我们继续输入其他字符。有时字符会在输入时发生变化,因为一个字符的输入序列是另一个字符输入序列的前缀。 在我们输入箭头时会出现这样的情况,它的输入序列是 \->。在输入 \- 之后我们会看到……

{- I am excited to type ∀ and -

……因为输入序列 \- 对应了一定长度的短横。当我们输入 > 时,­ 变成了 的输入序列是 \<= 的是 \==

{- I am excited to type ∀ and → and ≤ and ≡

最后几个字符又回归了普通字符……

{- I am excited to type ∀ and → and ≤ and ≡ !! -}

如果你在 Emacs 中输入 Unicode 时遇到了问题,可以在每章的最后找到当前章节中用到的 Unicode 字符。

带有 agda-mode 的 Emacs 提供了很多有用的命令,其中有两个对处理 Unicode 字符时特别有用。 支持的字符的完整列表可使用 agda-input-show-translations 命令查看:

M-x agda-input-show-translations

agda-mode 支持的所有字符都会列出来。

如果你想知道如何在 agda 文件输入一个特定的 Unicode 字符,请将光标移动到该字符上并输入以下命令:

M-x quail-show-key

你会在迷你缓冲区中看到该字符对应的按键序列。

Spacemacs

Spacemacs 是一个「社区引领的 Emacs 版本」,对 Emacs 和 Vim 的编辑方式都有很好的支持。它自带集成了 agda-mode,所需的只是将 .spacemacs 中启用 Agda 支持。

Visual Studio Code

Visual Studio Code 是一个微软开发的开源代码编辑器。 Visual Studio 市场中有 Agda 插件

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If you plan to build PLFA locally, please refer to Contributing for additional instructions.

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