haskell - 将函数与 Haskell 中的类型相关联

Question

假设你有一个序列化器/反序列化器类型类

class SerDes a where
    ser :: a -> ByteString
    des :: ByteString -> a

事实证明，为每种类型提供一个特殊的辅助函数是至关重要的 a ，例如

compress :: ByteString -> ByteString     -- actually varies with the original type

我看到了 compress作为我想与每个 a 关联的函数那是一个 SerDes . (“关联”这个词可能是一个糟糕的选择，这也是互联网搜索一无所获的原因。)
这个例子并不像看起来那么做作，例如当 decompress是可选的
串行器/解串器的功能。 (是的，助手可以通过增加来避免 ser带有控制压缩的开关， ser:: a -> Bool -> ByteString , 或者更好地使用 Config记录。但让我们坚持这个例子。)
做到这一点的一种方法是一个“虚拟”类，一个单例:

data For a = For

然后这将起作用:

class SerDes a where
    ser      :: a -> ByteString
    des      :: ByteString -> a
    compress :: For a -> ByteString -> ByteString

和 compress对于 a将被实例化为

compress (For :: For MyType) input = ...

另一种有点不寻常的方法是将所有功能粘贴在记录中。

data SerDes a = SerDes { ser      :: a -> ByteString
                       , des      :: ByteString -> a
                       , compress :: ByteString -> ByteString 
                       }

还有其他方法可以“关联” compress a 类型的函数?

Answer 1

您的 For a类型被称为 Proxy a在图书馆。

import Data.Proxy

class SerDes a where
    ser      :: a -> ByteString
    des      :: ByteString -> a
    compress :: Proxy a -> ByteString -> ByteString

有时这被概括为通用 proxy类型变量。

class SerDes a where
    ser      :: a -> ByteString
    des      :: ByteString -> a
    compress :: proxy a -> ByteString -> ByteString

还有另一种选择，类似于代理。而不是强行添加 a对于参数，可以添加 a使用 Tagged 到结果类型:

import Data.Tagged

class SerDes a where
    ser      :: a -> ByteString
    des      :: ByteString -> a
    compress :: ByteString -> Tagged a ByteString

这需要用作 unTagged (compress someByteString :: Tagged T ByteString)告诉编译器我们想要 compress T 的函数.

就个人而言，我不喜欢代理和标签。过去当 GHC 不允许其他更简单的解决方案时需要它们，但现在不应再使用它们。
现代方法是打开无害的扩展 AllowAmbiguousTypes和 TypeApplications并简单地写你想要的类(class)

class SerDes a where
    ser      :: a -> ByteString
    des      :: ByteString -> a
    compress :: ByteString -> ByteString

在这种方法中，而不是调用 compress (Proxy :: Proxy T) someByteString我们将需要使用较短的 compress @T someByteString我们明确地“传递我们想要的类型 a”(在这种情况下为 T)，因此选择想要的 compress .
完整示例:

{-# LANGUAGE AllowAmbiguousTypes, TypeApplications, OverloadedStrings #-}

import Data.ByteString as BS

class SerDes a where
    ser      :: a -> ByteString
    des      :: ByteString -> a
    compress :: ByteString -> ByteString

-- bogus implementation to show everything type checks
instance SerDes Int where
   ser _ = "int"
   des _ = 42
   compress bs = BS.tail bs

-- bogus implementation to show everything type checks
instance SerDes Bool where
   ser _ = "bool"
   des _ = True
   compress bs = bs <> bs

main :: IO ()
main = BS.putStrLn (compress @Int "hello" <> compress @Bool "world")
-- output: elloworldworld