Question

假设一个简单的类型类约束签名：

f :: (Eq a, Num b) => a -> b
f str = 4

我想知道为什么这些没有用

f :: (Eq a) -> (Num b)
f str = 4

f :: Eq -> Num
f str = 4

我知道类型类的类型为* -> Constraint，而类型签名只接受*种。

但我的问题是为什么会有这种限制？为什么不能像类型一样使用类型类？允许使用像类型这样的类型类的能力有哪些优点和缺点？

Answer 1

（如果我们忽略未装箱的类型）只有一种类型实际上有任何值：*。所有其他类型都不包含类型，但只是＆＃34;类型级实体＆＃34;。编译器可以使用这些来确定要做什么与实际类型及其值，但它永远不可能在运行时具有＆＃34;类型＆＃34;的值。有些像* -> Constraint。

* 类型的值类型只是游戏规则。这是一件好事，出于同样的原因，拥有一个强大的静态类型系统可以防止在运行时进行无意义的转换。 ^Wat??或者，让我们从字面上理解，出于同样的原因，你不能只是将你的王扯到你的棋子上，无论这个特征有多么吸引人。你遇到的特殊情况。

如果某些扩展程序确实允许从非* - 种类型，特别是* -> Constraint中创建值，我们需要一大堆非显而易见的定义来明确这些＆＃34;类值＆＃34;实际上应该被使用。可能，它将等于包含班级的记录类型＆＃39;方法作为字典。但是，究竟是什么......规范几乎是一场噩梦。这种方式使语言本身复杂化并不值得花费，因为 1。使用类型类的标准方法对于所有应用程序的至少95％和 2都很好。 当你需要具体化的类型类时，你可以很容易地使用GADT，ConstraintKinds甚至普通的旧手动定义的字典记录。这些都不需要扭曲语言如何对待价值观的基本观点，如非*类型那样。

无论如何......让我们探索一下这个可能的工作方式。有一件事是肯定的：它会不允许你写任何像f str = 4这样简单的东西！

考虑

f1 :: forall a, b . Eq a -> Num b

Eq a, Num b :: Constraint，我们都有类型Constraint的值。这基本上是给定实例的特定方法字典。所以f1的实现必须看起来像

f1 (EqDict (d_eq :: a -> a -> Bool))
       = NumDict { dict_fromInteger = ??? :: Integer -> b
                 , dict_plus        = ??? :: b -> b -> b
                 , ...
                 , dict_signum      = ??? :: b -> b
                 }

显然，没有有意义的方法来定义结果中的所有方法。你可以用这样一个＆＃34;类功能＆＃34;是＆＃34;项目＆＃34;从较强的阶级到较弱的阶级。例如。你可以定义

monadApp :: forall m . Monad m -> Applicative m
monadApp (MonadDict {dict_return = d_ret, dict_bind = d_bd})
        = ApplicativeDict { dict_pure = d_ret
                          , dict_app = \fs vs -> d_bd fs (\f -> d_bd vs $ d_ret . f) }

事实上，具体的一点是有用的，但只是因为Monad（still, but not for long!）缺少Applicative作为超级类而应该只具有它。通常情况下，没有必要明确＆＃34;降级＆＃34;任何类，因为超类关系（或tuple-ConstraintKinds）会自动执行此操作。

Answer 2

类型变量在类型签名中可能会出现多次：

f :: Eq a => a -> a -> a -> Bool

将上述内容写为

f :: Eq a -> Eq a -> Eq a -> Bool

看起来很不方便。更糟糕的是，a上可能有多个约束：

g :: (Show a, Eq a) => a -> Bool

我们如何用替代符号写这个？

g :: (Show & Eq) a -> Bool    -- ??

如您在上一个示例中所建议的那样完全忘记a会签名含糊不清：考虑

h1 :: (Eq a)       => a -> a -> a -> a -> Bool
h2 :: (Eq a, Eq b) => a -> a -> b -> b -> Bool

这些是完全不同的签名：您可以拨打h2 1 2 [1] [2]但不能h1 1 2 [1] [2] 因为后者要求四个参数属于同一类型。在使用提议的约定之后，它们被简化为相同的签名：

h12 :: Eq -> Eq -> Eq -> Eq -> Bool

通话h12 1 2 [1] [2]有效吗？上面的签名太模糊不清楚了。

Haskell在类型签名中使用类型类

2 个答案: