haskell - 类型类定义中的抽象数据类型

Question

我正在尝试了解以下类型 s 发生了什么:

class A a where
    f :: a -> s

data X = X

instance A X where
     f x = "anything"

我预计这会起作用，因为类型 s 没有绑定(bind)到任何东西，它可以是任何东西。但是编译器说它“无法将预期类型‘s’与实际类型‘[Char]’匹配”，好像 s 类型是固定类型，如 Int、Char……

所以我的第二个解释是，由于我们对类型类声明中的 s 一无所知，所以我们无法判断何时使 X 成为A 如果我们给出的函数 f 的返回值匹配类型 s 与否。但是有些类型类使用抽象数据类型，这些数据类型不会毫无问题地绑定(bind)到任何东西，比如 Functor:

class Functor f where
    fmap :: (a -> b) -> f a -> f b 

为什么上面的类型 s 有问题，而这里的类型 a 和 b 没有问题？

Answer 1

你试图表达这一点:

    f :: a -> ∃s . s

...但是你写的签名实际上是什么

    f :: a -> ∀s . s

这一切意味着什么？

• 存在类型 ∃s 。 s 的意思是，函数可能返回一个 某种类型的值，即“存在一个类型 s 使得函数返回一个 s value”。
  Haskell 语言不支持这个，因为它没有用。
• 通用类型 ∀s . s 的意思是，该函数能够产生一个任何类型的值，即“对于所有类型s，该函数可以返回一个s 值”。

后者非常有用； fmap 实际上是一个很好的例子:该函数有效，无论 a 和 b 是什么类型，并且始终保证用户得到结果实际上将具有所需的类型，即 f b.

但这意味着您不能像使用 String 那样在实现中只选择某些特定类型。 ...嗯，实际上你可以做到这一点，但只能通过将存在包装在数据类型中:

{-# LANGUAGE ExistentialQuantification, UnicodeSyntax #-}

data Anything = ∀ s . Anything s

class A a where
  f :: a -> Anything

instance A X where
  f x = Anything "anything"

...但正如我所说，这几乎完全没用，因为当有人想要使用该实例时，他们将无法知道包装结果值的特定类型。对于完全未知类型的值，您无能为力。