haskell - 这些显式的 "forall"在做什么？

Question

此代码中 forall 的用途是什么？

class  Monad m  where
    (>>=)       :: forall a b. m a -> (a -> m b) -> m b
    (>>)        :: forall a b. m a -> m b -> m b
        -- Explicit for-alls so that we know what order to
        -- give type arguments when desugaring

(省略部分代码)。这是来自 Monads 的代码.

<小时/>

我的背景:我不太理解 forall 或 Haskell 何时隐含它们。

另外，这可能并不重要，但 GHCi 允许我在给 >> 类型时省略 forall:

Prelude> :t (>>) :: Monad m => m a -> m b -> m b
(>>) :: Monad m => m a -> m b -> m b
  :: (Monad m) => m a -> m b -> m b

(没有错误)。

Answer 1

My background: I don't really understand forall or when Haskell has them implicitly.

好的，考虑 id 的类型, a -> a 。 a 是什么意思？意思是，它从哪里来？定义值时，不能只使用未在任何地方定义的任意变量。您需要一个顶级定义，或函数参数，或 where条款，等等。一般来说，如果使用变量，it must be bound某处。

类型变量也是如此，forall是绑定(bind)类型变量的一种方式。在任何地方，您看到未显式绑定(bind)的类型变量(例如，class Foo a where ... 在类定义中绑定(bind) a)，它由 forall 隐式绑定(bind)。 。

所以，id 的类型隐含地 forall a. a -> a 。这是什么意思？和它说的差不多。我们可以得到一个类型a -> a 对于所有可能的类型 a ，或者从另一个角度来看，如果您选择任何特定类型，您可以获得一个表示“从您选择的类型到其自身的函数”的类型。后一种措辞听起来有点像定义函数，因此您可以想到 forall类似于类型的 lambda 抽象。

GHC 在编译期间使用各种中间表示，它应用的转换之一是使与函数的相似性更加直接:隐式 forall是显式的，并且在任何将多态值用于特定类型的地方，它首先应用于类型参数。

我们甚至可以同时写 forall s 和 lambda 作为一个表达式。我将暂时滥用符号并替换 forall a.与 /\a =>为了视觉一致性。在这种风格中，我们可以定义 id = /\a => \(x::a) -> (x::a)或类似的东西。因此，像 id True 这样的表达式你的代码最终会被翻译成类似 id Bool True 的内容反而;只是id True甚至不再有意义。

正如您可以对函数参数重新排序一样，您也可以对类型参数重新排序，仅受(相当明显的)限制，即类型参数必须位于该类型的任何值参数之前。由于隐式 forall s 始终是最外层，GHC 在使它们显式时可以选择它想要的任何顺序。在正常情况下，这显然并不重要。

我不确定这种情况下到底发生了什么，但根据评论，我猜测转换为使用显式类型参数以及 do 的脱糖。从某种意义上说，表示法彼此不知道，因此显式指定类型参数的顺序以确保一致性。毕竟，如果盲目地将两个类型参数应用于表达式，那么该表达式的类型是否为 forall a b. m a -> m b -> m b 就非常重要。或forall b a. m a -> m b -> m b !