这不是标准

Question

编译好：

type List a = [a]

但是当我引入类约束时，编译器会要求包含RankNTypes：

type List2 a = Num a => [a]

包含该扩展后，它编译得很好。为什么编译代码需要扩展名？

编辑：为什么我首先需要约束？

我正在检查来自this post的此镜头类型（type RefF a b = Functor f => (b -> f b) -> (a -> f a)），并发现由于RankNTypes约束，它确实需要Functor。

Answer 1

这不是标准

回答问题

简单的答案是标准的Haskell不允许限定类型的同义词声明，即涉及=>的类型同义词。根据{{3}}，类型同义词声明的语法是：

type simpletype = type

其中 type ，如果您查看第4.1.2节，则不能包含上下文。

顺便说一下，上下文中类型变量a的存在并不重要。没有扩展，GHC拒绝

type IrrelevantConstraint a = Num Int => [a]

或者，就此而言，

type QualifiedT = Num Int => String

此外，即使允许使用这种类型的同义词，也不会使用它作为标准的Haskell，因为手动替换显示：

List2 a      === forall a.   Num a => [a]        -- Okay
List2 a -> b === forall a b. (Num a => [a]) -> b -- Not okay
a -> List2 b === forall a b. a -> Num b => [b]   -- Not okay

等Maybe (List2 a)等等。在每种情况下，不它是通常意义上的更高等级类型。我强调了这个事实，我添加了明确的标记，当然也不是标准的。

相反，问题是每种类型都不合格，因为=>出现在类型中。同样，如果您查看2010 Report和expression type signatures上的2010年报告部分，您会发现=>严格来说并不是类型的一部分，但是而是一个语法上截然不同的东西，例如：

exp → exp :: [ context =>] type

由于List2是无效的Haskell2010，因此需要一些语言扩展才能使其工作。没有具体记录RankNTypes允许限定类型的同义词声明，但是你已经注意到它具有这种效果。为什么呢？

有declarations：

对于箭头右侧带有forall或上下文的任何类型，都需要-XRankNTypes选项（例如f :: Int -> forall a. a->a或g :: Int -> Ord a => a -> a）。这些类型在技术上排名第一，但显然不是Haskell-98，额外的标志似乎不值得打扰。

g示例与我们的List2问题有关：那里没有forall，但箭头右侧有一个上下文，这是我上面给出的第三个例子。碰巧的是，RankNTypes也启用了第二个例子。

通过Template Haskell

的一次旅行

在可以跳过的迂回行走中，Forall先生被发现在一个意想不到的地方，并且考虑了等级和背景

我不知道声明的模板Haskell表示是否必然与typechecker的内部表示或操作相关联。但是我们发现了一些不寻常的东西：我们不期望的forall，没有类型变量：

> import Language.Haskell.TH
> :set -XTemplateHaskell
> runQ [d|type List2 a = Num a => [a]|]
[TySynD List2_2
        [PlainTV a_3]
        (ForallT []
                 [ClassP GHC.Num.Num [VarT a_3]]
                 (AppT ListT (VarT a_3)))]

-- simpler example:
> runQ [d|type T = Num Int => Int|]
[TySynD T_0
        []
        (ForallT []
                 [ClassP GHC.Num.Num [ConT GHC.Types.Int]]
                 (ConT GHC.Types.Int))]

这里值得注意的是显然是虚假的ForallT。在Template Haskell中，这是有道理的，因为ForallT是具有Type字段的Cxt的唯一构造函数，即可以包含上下文。如果类型检查器同样会混淆forall和约束上下文，那么RankNTypes会影响其行为。但是吗？

在GHC中实施

在其中发现RankNTypes允许List2

的原因

我们得到的确切错误是：

Illegal polymorphic or qualified type: Num a => [a]
Perhaps you intended to use RankNTypes or Rank2Types
In the type declaration for `List2'

通过GHC源搜索显示此错误是在hint in the GHC docs on RankNTypes中生成的。我们关注的切入点是TcValidity.hs。

我们可以通过编译-ddump-tc-trace来验证编译器是否实际进入那里;错误消息之前的最后一个调试输出是：

Starting validity check [Type constructor `List2']
checkValidType Num a => [a] :: *

继续checkValidType，我们看到，缺席RankNTypes，checkValidType。（不幸的是，调试输出在这里没有指定ctxt的值，但它可能是the RHS of a type synonym must have rank 0。）

checkValidType上方的注释在此上下文中定义了排名：

    basic ::= tyvar | T basic ... basic

    r2  ::= forall tvs. cxt => r2a
    r2a ::= r1 -> r2a | basic
    r1  ::= forall tvs. cxt => r0
    r0  ::= r0 -> r0 | basic

该评论与模板Haskell实验相符，即排名0类型不能涉及=>，涉及=>的任何类型必须包含forall，因此排名为1或2，即使forall中没有类型变量。在TySynCtxt中，上下文仅出现在sigma类型中。

换句话说，正如实施的那样，typechecker拒绝List2 的RHS，因为它将RHS解释为因其类别资格而排名为1。

导致我们的错误消息的分支开始terminology outlined in TcType。如果我理解正确，theta表示约束上下文。 do块的第一行的核心是forAllAllowed rank，它听起来像它。回想一下，类型同义词的RHS限制为0级;由于不允许使用forall，我们会收到错误。

这解释了为什么RankNTypes会覆盖此限制。如果我们跟踪参数rank的来源，通过here，然后通过前几行，我们发现RankNTypes标志基本上覆盖了rank0限制。（将情况与rank0 in checkValidType进行对比。）由于额外的上下文被视为 rank 错误，RankNTypes允许它。

为什么类型同义词中的类约束需要RankNTypes

1 个答案:

这不是标准

通过Template Haskell

在GHC中实施