Haskell中如何表示文本冒险游戏的关卡场景与方位连接关系

问题背景 #

我正在开发一款文本冒险游戏作为业余项目，目的是自学更多Haskell相关概念。

目前我遇到了游戏关卡（即“场景”）及其连接关系的表示难题。为简化实现，我将游戏地图设计为简单二维空间，场景通过基本方位（北、东、南、西，即NESW）连接，示例布局如下：

Lake
        ⇳
        Forest
        ⇳
Home  ⬄ Field*

*: Starting location

在该布局中，从Lake向南走可到达Forest，反向同理；从Field向西走可到达Home。核心需求是：我不仅需要编码哪些场景之间存在连接，还需要编码连接的方式，此处的连接方式即指对应的方位。

我目前考虑过两种实现方案：将关卡表示为图（Graph），或是使用元组列表，但两种方案都存在明显缺陷。

方案一：使用Graph表示场景 #

我最初尝试用图结构表示场景及连接关系的实现代码如下：

data Scene = InitialField | Forest | House | Lake

-- |`gameScenes` maps scenes to their integer representation, as used in `sceneGraph`.
gameScenes :: Map Int Scene
gameScenes =
    let scenes =
            [ (0, InitialField)
            , (1, Forest)
            , (2, House)
            , (3, Lake)
            ]
    in
        fromList scenes

-- |the `sceneGraph` describes the way different scenes of the game connect to each other.
sceneGraph :: Graph
sceneGraph =
    let
        bounds = (0, 3)
        edges =
            [ (0, 1) -- link initial field to forest
            , (0, 2) -- link initial field to house
            , (1, 3) -- link forest to lake
            ]
    in
        buildG bounds edges

缺陷：该实现的核心局限是图结构无法编码边对应的方位信息。除此之外图结构非常适合表示作为顶点的场景、作为边的连接关系，因此我想了解：是否有方法为图的边添加“元数据”（本例中为方位信息）？

方案二：使用元组列表表示场景 #

发现上述图结构的局限后，我尝试了另一种方案，使用元组列表表示场景间的连接，代码如下：

data Scene = InitialField | Forest | House | Lake
data CardinalDirection = North | East | South | West
type LinkedScene = (CardinalDirection, Scene)

-- |`linkedScenes`, applied to a `Scene`, returns a list of the connected scenes and their cardinal directions.
linkedScenes :: Scene -> [LinkedScene]
linkedScenes InitialField = [(North, Forest)]
linkedScenes Forest = [(South, InitialField), (West, Lake)]
-- The other links are left as an exercise for the reader ;)
linkedScenes _ = []

缺陷：该方案确实可以通过传入玩家当前所在Scene调用linkedScenes获取所有连接及对应方位，但存在一个明显的问题：需要手动双向编码场景间的空间连接关系。也就是说，如果已知Forest在InitialField北侧，我需要写两段逻辑：一段是传入Forest返回[(South, InitialField)]，另一段反向传入InitialField返回[(North, Forest)]。这种实现极易引入bug：后续新增场景、调整游戏世界布局时，我需要逐一检查所有连接的两端是否匹配。

需求总结 #

我期望找到满足以下特性的实现方案：

• 支持通过单条数据编码场景间的双向连接关系，不需要像第二种方案一样手动双向编码（这类重复逻辑极易引发bug）；
• 支持后续便捷调整游戏/地图布局，维护成本低；
• 可在编译期保证空间一致性，即不会出现非法空间配置，比如玩家从Field向北走到Forest后，向南返回却到达Lake这类错误。不过我不确定不使用依赖类型是否能实现该特性。

希望Haskell社区的开发者可以提供合适的实现思路，感谢！

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Niek