Question

我试图用类型族来表示表达式，但我似乎无法弄清楚如何编写我想要的约束，而我开始觉得这是不可能的。这是我的代码：

class Evaluable c where
    type Return c :: *
    evaluate :: c -> Return c

data Negate n = Negate n

instance (Evaluable n, Return n ~ Int) => Evaluable (Negate n) where
    type Return (Negate n) = Return n
    evaluate (Negate n) = negate (evaluate n)

这一切都很好，但它并不能完全表达我想要的东西。在Negate Evaluable实例的约束中，我说Negate中的表达式的返回类型必须是Int（带Return n ~ Int）所以我可以称之为否定，但这太限制了。返回类型实际上只需要是具有Num函数的negate类型类的实例。这样Double s，Integer或Num的任何其他实例也可以被否定，而不仅仅是Int。但我不能只写

Return n ~ Num

因为Num是一个类型类，而Return n是一个类型。我也不能把

Num (Return n)

因为Return n是一个类型而不是类型变量。

我正在尝试用Haskell做什么？如果不是，它应该是，还是我误解了背后的一些理论？我觉得Java可以添加这样的约束。如果这个问题更清楚，请告诉我。

编辑：谢谢大家，回复正在帮助并且正在达到我的怀疑。如果没有UndecidableInstances，类型检查器似乎无法处理我想要做的事情，所以我的问题是，我想表达的是真正无法判断的吗？它是Haskell编译器，但它是否一般？也就是说甚至存在约束，这意味着“检查返回n是Num的实例”，这可以判断为更高级的类型检查器吗？

Answer 1

实际上，你可以完全按照你提到的那样做：

{-# LANGUAGE TypeFamilies, FlexibleContexts, UndecidableInstances #-}

class Evaluable c where
    type Return c :: *
    evaluate :: c -> Return c

data Negate n = Negate n

instance (Evaluable n, Num (Return n)) => Evaluable (Negate n) where
    type Return (Negate n) = Return n
    evaluate (Negate n) = negate (evaluate n)

Return n当然是一个类型，它可以像Int一样可以是类的实例。你的困惑可能是关于约束的论证。答案是“任何正确的东西”。 Int的种类为*，Return n的种类也是Num。 * -> Constraint有*种类，因此类Num Int的任何都可以成为其参数。写Num (a :: *)作为约束完全合法（尽管是空洞的），就像{{1}}合法一样。

Answer 2

为了补充Eric的答案，让我提出一个可能的选择：使用函数依赖而不是类型族：

class EvaluableFD r c | c -> r where
  evaluate :: c -> r

data Negate n = Negate n

instance (EvaluableFD r n, Num r) => EvaluableFD r (Negate n) where
  evaluate (Negate n) = negate (evaluate n)

这让我更容易谈论结果类型。例如，你可以写

foo :: EvaluableFD Int a => Negate a -> Int
foo x = evaluate x + 12

你也可以使用ConstraintKinds部分地应用它（这就是为什么我把参数放在那个看起来很滑稽的顺序中）：

type GivesInt = EvaluableFD Int

你也可以和你的班级一起做这件事，但这会更烦人：

type GivesInt x = (Evaluable x, Result x ~ Int)

具有类型约束的Haskell类型族实例

2 个答案: