Haskell中Hedgehog库Gen与forAll生成随机输入的差异及结合性测试

嘿，我来帮你把Sum类型的结合性测试补全，再把Gen和forAll的差异讲得明明白白～

首先把你没写完的测试代码补全，完整的可运行实现如下：

import Hedgehog
import qualified Hedgehog.Gen as Gen
import Data.Monoid (Sum(..))

-- 生成三个Int的三元组，利用Gen的Applicative实例组合生成器
genTriple :: Gen (Int, Int, Int)
genTriple = liftA3 (,,) Gen.enumBounded Gen.enumBounded Gen.enumBounded

-- 测试Sum类型的结合性：a <> (b <> c) ≡ (a <> b) <> c
prop_assoc :: Property
prop_assoc = property $ do
    (a, b, c) <- forAll genTriple
    let leftAssoc = Sum a <> (Sum b <> Sum c)
        rightAssoc = (Sum a <> Sum b) <> Sum c
    leftAssoc === rightAssoc

几个小细节提醒：

• 别忘了导入Data.Monoid里的Sum类型，以及Hedgehog的核心模块和Gen子模块
• 用Hedgehog提供的===操作符做等价性断言，它会在测试失败时自动输出两边的差异
• 如果你不想测试所有Int值（毕竟范围太大），可以把Gen.enumBounded换成自定义范围的生成器，比如Gen.int (Range.constant (-1000) 1000)来限定数值范围

这俩完全是测试流程里的不同角色，根本不在一个层面上：

• Gen：数据生成的“蓝图”
  Gen是用来描述如何生成随机测试数据的类型，它本身只是一个“配方”，不会实际生成任何数据。比如你写的genTriple就是一个Gen (Int, Int, Int)，它定义了“通过三个枚举所有Int的生成器，组合出三元组”的规则。
  你可以把Gen理解成一个函数的定义——它告诉Hedgehog生成数据的逻辑，但只有被调用时才会干活。

• forAll：执行蓝图并获取数据
  forAll是Hedgehog测试上下文（PropertyT monad）里的操作，它的作用是拿着你定义好的Gen生成器，实际生成随机测试数据，然后把数据绑定到变量里供测试使用。
  简单说：Gen负责“说清楚要生成什么”，forAll负责“真的生成出来给你用”。

举个更直观的例子：

• 你写genInt :: Gen Int = Gen.enumBounded，这只是声明了“我要生成所有可能的Int”，但此时没有任何Int被创建。
• 当你在property $ do块里写x <- forAll genInt，Hedgehog才会按照genInt的规则生成一个随机Int，把它绑定给x，你接下来就能用x编写测试逻辑了。

另外，forAll还有个超实用的特性：如果测试失败，它会自动**缩小（shrink）**生成的数据，帮你找到最小的能触发失败的输入——而这个缩小策略是和Gen绑定的，每个Gen都自带对应的缩小逻辑（比如Gen.enumBounded的缩小会逐步往0靠近）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Shersh