Question

考虑以下情况：

slow_func :: Eq a  => [a] -> [a]
fast_func :: Ord a => [a] -> [a]

我有两个功能，slow_func和fast_func。这些函数是同一个抽象函数的不同实现（它们做同样的事情），但是一个比另一个快。只有在可以订购类型a时才能实现更快的实施。有没有办法构建一个尽可能充当fast_func的函数，否则会恢复为slow_func？

as_fast_as_possible_func :: Eq a => [a] -> [a]

我已经尝试了以下内容：

{-# LANGUAGE OverlappingInstances  #-}

class Func a where
    as_fast_as_possible_func :: [a] -> [a]

instance Ord a => Func a where
    as_fast_as_possible_func = fast_func

instance Eq a => Func a where
    as_fast_as_possible_func = slow_func

不幸的是，这不会编译，产生以下错误：

Duplicate instance declarations:
  instance Ord a => Func a
    -- Defined at [...]
  instance Eq a => Func a
    -- Defined at [...]

原因是OverlappingInstances希望其中一个实例在实例规范方面最专业，忽略其上下文（而不是使用最严格的上下文，这是什么我们需要这里。）

有什么办法吗？

Answer 1

事实证明你可以。说真的，我开始认为在Haskell中一切皆有可能......你可以使用最近公布的implementation, for example方法的结果。我使用的代码类似于constraint-unions编写的代码。不确定我是以最好的方式做到了，只是尝试应用提出的方法的概念：

{-# OPTIONS_GHC -Wall -Wno-name-shadowing #-}

{-# LANGUAGE AllowAmbiguousTypes        #-}
{-# LANGUAGE ConstraintKinds            #-}
{-# LANGUAGE FlexibleContexts           #-}
{-# LANGUAGE FlexibleInstances          #-}
{-# LANGUAGE GeneralizedNewtypeDeriving #-}
{-# LANGUAGE MultiParamTypeClasses      #-}
{-# LANGUAGE RankNTypes                 #-}
{-# LANGUAGE ScopedTypeVariables        #-}
{-# LANGUAGE TypeApplications           #-}
{-# LANGUAGE TypeOperators              #-}

module Main where

import           Data.List (group, nub, sort)

infixr 2 ||
class  c || d where
    resolve :: (c => r) -> (d => r) -> r

slowFunc :: Eq a => [a] -> [a]
slowFunc = nub

fastFunc :: Ord a => [a] -> [a]
fastFunc = map head . group . sort

as_fast_as_possible_func :: forall a. (Ord a || Eq a) => [a] -> [a]
as_fast_as_possible_func = resolve @(Ord a) @(Eq a) fastFunc slowFunc

newtype SlowWrapper = Slow Int deriving (Show, Num, Eq)
newtype FastWrapper = Fast Int deriving (Show, Num, Eq, Ord)

instance      (Ord FastWrapper || d) where resolve = \r _ -> r
instance d => (Ord SlowWrapper || d) where resolve = \_ r -> r

main :: IO ()
main = print . sum . as_fast_as_possible_func $ (Fast . round) 
                                             <$> [sin x * n | x<-[0..n]]
  where n = 20000

这里的关键部分是as_fast_as_possible_func：

as_fast_as_possible_func :: forall a. (Ord a || Eq a) => [a] -> [a]
as_fast_as_possible_func = resolve @(Ord a) @(Eq a) fastFunc slowFunc

它使用适当的功能，具体取决于a是Ord还是Eq。我把Ord放在第一位，因为Ord的所有内容都是Eq，并且类型检查器规则可能不会触发（尽管我没有在交换约束的情况下测试此函数）。如果您使用Slow (Fast . round)代替Fast，则可以观察到明显较慢的结果：

$ time ./Nub  # With `Slow` 
Slow 166822

real    0m0.971s
user    0m0.960s
sys     0m0.008s


$ time ./Nub  # With `Fast` 
Fast 166822

real    0m0.038s
user    0m0.036s
sys     0m0.000s

<强>更新

我已更新所需的实例。而不是

instance (c || Eq SlowWrapper)  where resolve = \_ r -> r

现在是

instance d => (Ord SlowWrapper || d) where resolve = \_ r -> r

@leftaroundabout

Answer 2

我会考虑两个选择：

重写规则

您可以名义上在任何地方使用slow_func，但让重写规则尽可能优化它。例如，

import Data.List

slowFunc :: Eq a => [a] -> [a]
slowFunc = nub

fastFunc :: Ord a => [a] -> [a]
fastFunc = map head . group . sort

main = print . sum . slowFunc $ round <$> [sin x * n | x<-[0..n]]
 where n = 100000

很慢（呃）：

$ ghc -O2 Nub.hs && time ./Nub
[1 of 1] Compiling Main             ( Nub.hs, Nub.o )
Linking Nub ...
-3670322

real    0m51.875s
user    0m51.867s
sys 0m0.004s

但如果我们添加（不更改任何内容）

{-# NOINLINE slowFunc #-}
{-# RULES "slowFunc/Integer" slowFunc = fastFunc :: [Integer] -> [Integer] #-}

然后

$ ghc -O2 Nub.hs && time ./Nub
[1 of 1] Compiling Main             ( Nub.hs, Nub.o )
Linking Nub ...
-3670322

real    0m0.250s
user    0m0.245s
sys 0m0.004s

重写规则有点难以依赖（内联只是可以阻碍的一件事），但至少你可以确定与slowFunc一起运行的东西会让工作< / em>（可能还不够快）但绝对不会在一些丢失的实例问题中丢失。另一方面，您还应该确保slowFunc和fastFunc实际上表现相同 - 在我的示例中，实际上并未给出！（但它可以很容易地相应修改）。

正如Alec在评论中强调的那样，您需要为要快速制作的每种类型添加重写规则。好处是，这可以在代码完成之后完成，并且确切地说，分析表明它很重要，性能方面。

个别实例

这是一个可靠的解决方案：弃用任何全能实例，而不是为每种类型决定什么是合适的。

instance Func Int where as_fast_as_possible_func = fast_func instance Func Double where as_fast_as_possible_func = fast_func ... instance Func (Complex Double) where as_fast_as_possible_func = slow_func

您可以通过将更常见的版本设为默认值来保存一些重复的行：

{-# LANGUAGE DefaultInstances #-} class Func a where as_fast_as_possible_func :: [a] -> [a] default as_fast_as_possible_func :: Ord a => [a] -> [a] as_fast_as_possible_func = fast_func instance Func Int instance Func Double ... instance Func (Complex Double) where as_fast_as_possible_func = slow_func

如果类实例可用，请使用专门的实现

2 个答案:

重写规则

个别实例