Question

我最近发现了Haskell的称为“模块签名”的功能。如我所知，它们被放入.hsig文件中，并以signature关键字而不是module开头。这样的文件的示例语法可能看起来像

signature Str where

data Str
empty :: Str
append :: Str -> Str -> Str

但是，我无法想象人们将如何以及为什么使用它们。您能解释一下它们解决了哪些问题以及如何正确利用它们吗？

他们强烈提醒我可以在OCaml（link）中看到的模块系统，该系统也具有模块签名和单独的实现，但是我无法确定这两个概念有多接近。有什么关系吗？

Answer 1

它们与OCaml模块系统有关，但有一些重要区别：

签名是在语言中定义的（在 .hsig 文件中），但与OCaml不同，它们不是在语言中实例化的。相反，包管理器控制实例化（当前，仅Cabal提供实例化）。模块从不知道它们是要导入抽象签名还是实际模块。
实现模块对签名一无所知，并且不直接引用它们。如果定义恰好兼容，则任何现有模块都可以实现签名。
实例化是由某个编译单元（可执行文件，库，测试套件...）中的依赖项中模块名称和签名名称的重合触发的。当名称重合时，将发生一个称为“签名匹配”的过程验证类型和定义是否兼容。

“幸福的道路”是，在您的程序中，您依赖于具有签名“漏洞”的某个库，并且还依赖于另一个提供具有相同名称的实现模块的库。然后签名匹配自动发生。如果名称不匹配，或者我们需要使用签名的库的多个实例，则必须在Cabal文件的mixins部分中重命名签名和/或模块。

关于为什么模块签名可能有用的原因，请考虑bytestring，这是迄今为止在Haskell中处理二进制数据最流行的库。但是还有其他类型，例如stdio类型为Bytes。

假设您正在编写自己的使用二进制数据的库，并且不想强迫用户进入stdio或bytestring。您有什么选择？

一种方法是创建一个类似Bytelike的类，并使用它对所有函数进行参数化。您还需要向每个包含字节的每个数据类型添加一个类型参数。
另一种方法是创建一个签名，该签名定义抽象的二进制数据类型以及该类型所需的所有操作。您的库将使用签名，并保持“不确定”状态，直到用户在创建自己的库时都依赖于您的库和适当的实现。

从用户的角度来看，typeclass解决方案并不令人满意。用户知道他想使用ByteString或Bytes之一。该决定将不依赖于某些运行时标志，并且将在 his 程序范围内保持不变。然而，他必须处理更复杂的API，这使他不时回想起已经确定的问题。

最好是先做出决定，然后将其写入.cabal文件，然后再处理一个更简单的API。

Answer 2

如here所述，它们与OCaml模块签名密切相关。它们使您可以创建缺少某些模块的软件包，并说包含这些类型和值的模块应由软件包的用户交付。我还没有亲自测试过，但我想像这样的软件包非常类似于OCaml函子。