haskell - 如何仅为 Floating 创建一个实例？

Question

有一个类，我想为其定义一个实例。它看起来像这样:

data MyValue a = MyValue a

class TestClass a where
    funcOne:: (Real b) => a b -> a b
    funcTwo:: (Real b) => a b -> a b -> a b


instance TestClass MyValue where
    funcOne (MyValue x) = MyValue (x*pi)
    funcTwo (MyValue x) (MyValue y) = MyValue (x*y)

我收到以下错误:

Could not deduce (Floating b) arising from a use of `pi'
      from the context: Real b

我明白错误，但我不知道该如何解决。

我无法将 (Real b) 更改为 (Floating b) 因为其他实例也应该使用 Integral 类型。但是 MyValue 只对 Floating 有意义。是否可以告诉编译器，instance TestClass MyValue 仅适用于Floating？

如果不是，那么如何将结果 x*pi 转换回与 x 参数相同的 Real ？如果类型是 Integral，发生什么并不重要，因为 MyValue 在这种情况下没有意义

Answer 1

您可以实现此目的，但您需要修改该数据类型或类。

• 如果 MyValue 仅对 Floating 有意义，那么将该约束放入其构造函数中可能有意义。

  {-# LANGUAGE GADTs #-}
  
  data MyValue :: * -> * where
    MyValue :: Floating a => a -> MyValue a
  

  这保证任何接受 MyValue a 的函数 a 实际上是一个 Floating 实例，因此

    funcOne (MyValue x) = MyValue $ x*pi
  

  然后会工作。

• 如果这是一个常见的主题，需要对包含的类型有特定的约束，那么您可以让约束依赖于实例，而不是总是需要 Real:

  {-# LANGUAGE TypeFamilies, ConstraintKinds #-}
  import GHC.Exts (Constraint)
  
  class TestClass a where
    type Testable a b :: Constraint
    type Testable a b = Real b  -- default constraint
    funcOne:: Testable b => a b -> a b
    funcTwo:: Testable b => a b -> a b -> a b
  
  instance TestClass MyValue where
    type Testable MyValue b = Floating b
    funcOne (MyValue x) = MyValue $ x*pi
    ...
  

• 但是让 TestClass 首先处理参数化 (* -> *) 类型也许不是正确的决定，如果您随后需要再次人为地约束参数化。为什么不简单地做

  class TestClass q where
    funcOne :: q -> q
    funcTwo :: q -> q -> q
  
  instance Floating a => TestClass (MyValue a) where
    funcOne (MyValue x) = MyValue $ x*pi
    funcTwo (MyValue x) (MyValue y) = MyValue $ x*y
  

  无论如何，这对我来说似乎更干净。如果某些方法确实需要访问包含的类型，也可以使用这种方法，使用关联的类型族:

  class TestClass q where
    type ToTest q :: *
    ...
  
  instance Floating a => TestClass (MyValue a) where
    type ToTest (MyValue a) = a
    ...