声明IsString实例时出现“非法实例声明”

Question

我正在编写一个使用UTF-16字符串的应用程序，并且为了利用重载的字符串扩展，我试图为它创建一个IsString实例：

import Data.Word ( Word16 )
import Data.String ( IsString(fromString) )

type String16 = [Word16]

instance IsString [Word16] where
    fromString = encodeUTF16

encodeUTF16 :: String -> String16

问题是，当我尝试编译模块时，GHC 7.0.3抱怨：

Data/String16.hs:35:10:
    Illegal instance declaration for `IsString [Word16]'
      (All instance types must be of the form (T a1 ... an)
       where a1 ... an are *distinct type variables*,
       and each type variable appears at most once in the instance head.
       Use -XFlexibleInstances if you want to disable this.)
    In the instance declaration for `IsString [Word16]'

如果我注释掉实例声明，它会成功编译。

为什么拒绝这个？ [Char]的实例看起来非常相似，但它编译得很好。有没有我错过的东西？

Answer 1

在浏览了GHC手册和Haskell wiki（特别是List instance页面）后，我对它的工作原理有了更好的了解。以下是我学到的内容摘要：

问题

Haskell Report定义了一个像这样的实例声明：

  

类型（ T u ₁ ... u _k ）必须采用类型构造函数 T <的形式/ em>应用于简单类型变量 u ₁ ，... u _k ;此外， T不能是类型同义词，并且u _i 必须都是不同的。

以粗体突出显示的部分是绊倒我的限制。在英语中，它们是：

1. 类型构造函数之后的任何内容必须是一个类型变量。
2. 您无法使用类型别名（使用type关键字）来绕过规则1.

那么这与我的问题有何关系？

[Word16]只是撰写[] Word16的另一种方式。换句话说，[]是构造函数，Word16是它的参数。

所以如果我们试着写：

instance IsString [Word16]

与

相同

instance IsString ([] Word16) where ...

它不起作用，因为它违反了规则1，正如编译器所指出的那样。

尝试使用

隐藏类型同义词

type String16 = [Word16]
instance IsString String16 where ...

也不起作用，因为它违反了第2部分。

就目前而言，在标准Haskell中实现[Word16]是不可能获得IsString（或任何的列表）。

输入...（鼓请）

解决方案＃1：newtype

@ehird建议的解决方案是将其包装在newtype：

中

newtype String16 = String16 { unString16 :: [Word16] }
instance IsString String16 where ...

它解决了限制，因为String16不再是别名，它是一种新类型（请原谅双关语）！唯一的缺点就是我们必须手动包装和打开它，这很烦人。

解决方案＃2：灵活实例

以便携性为代价，我们可以通过灵活的实例完全放弃限制：

{-# LANGUAGE FlexibleInstances #-}

instance IsString [Word16] where ...

这是@ [Daniel Wagner]建议的解决方案。

（顺便说一下，我最终在Data.Text.Internal附近创建了一个foldl'包装器并在其上面写了哈希。）

Answer 2

  

为什么会被拒绝？

由于：

  (All instance types must be of the form (T a1 ... an)
   where a1 ... an are *distinct type variables*,
   and each type variable appears at most once in the instance head.

  

有没有我错过的东西？

是：

   Use -XFlexibleInstances if you want to disable this.)