haskell - 处理可组合的免费 DSL 中的不明确类型

Question

我正在构建几个 DSL，它们应该可以基于“免费 monad”和“点菜数据类型”进行组合，使用 free 和 compdata 包(本质上与 Combining Free types 类似)。

虽然这适用于一些简单的 DSL，但我坚持使用具有类型参数的 DSL，如果构造函数/命令不依赖于此类型参数，则会导致类型参数不明确 GHC 错误。

为了澄清这一点，这里有一些代码:

{-# LANGUAGE DeriveFunctor #-}
{-# LANGUAGE FlexibleContexts #-}
{-# LANGUAGE TypeOperators #-}

module DSL where

import Data.Comp
import Control.Monad.Free

type Index = Int

data DSL a next = Read Index (a -> next)
                | Write a (Index -> next)
                | GetLastIndex (Index -> next)
    deriving (Functor)

read :: (Functor f, DSL a :<: f, MonadFree f m) => Index -> m a
read idx = liftF (inj (Read idx id))

write :: (Functor f, DSL a :<: f, MonadFree f m) => a -> m Index
write a = liftF (inj (Write a id))

-- This works
getLastIndex' :: MonadFree (DSL a) m => m Index
getLastIndex' = liftF (GetLastIndex id)

-- This doesn't:
--
--     Could not deduce (Data.Comp.Ops.Subsume
--                         (compdata-0.10:Data.Comp.SubsumeCommon.ComprEmb
--                            (Data.Comp.Ops.Elem (DSL a0) f))
--                         (DSL a0)
--                         f)
--     from the context (Functor f, DSL a :<: f, MonadFree f m)
--       bound by the type signature for
--                  getLastIndex :: (Functor f, DSL a :<: f, MonadFree f m) => m Index
--       at simple.hs:30:17-66
--     The type variable ‘a0’ is ambiguous
--     In the ambiguity check for the type signature for ‘getLastIndex’:
--       getLastIndex :: forall (m :: * -> *) (f :: * -> *) a.
--                       (Functor f, DSL a :<: f, MonadFree f m) =>
--                       m Index
--     To defer the ambiguity check to use sites, enable AllowAmbiguousTypes
--     In the type signature for ‘getLastIndex’:
--       getLastIndex :: (Functor f, DSL a :<: f, MonadFree f m) => m Index

getLastIndex :: (Functor f, DSL a :<: f, MonadFree f m) => m Index
-- getLastIndex = liftF (inj (GetLastIndex id))
getLastIndex = _

按照 GHC 的提示，尝试通过启用 AllowAmbigouslyTypes 扩展来实现这一点并没有让我更进一步。我尝试在类型签名中添加一些 forall a 风格的东西，但没有成功。

有什么办法可以让这个模式发挥作用吗？

Answer 1

这是“按菜单点菜”开放金额的一个相对众所周知的限制。

简而言之，如果我们有 f如果仿函数本身具有一个或多个内部类型索引，那么对于包含该仿函数的开放求和，类型推断会受到严重影响。

为了说明原因，假设我们有一个未清总和，其中包含 DSL ()和一个 DSL Int 。 GHC 必须为其中一个选择一个实例，但 getLastIndex 是不可能的。 ，因为a参数或返回类型中未提及参数。 GHC 基本上没有关于 a 的信息从上下文来看。

这可以通过使用Data.Proxy以一种有点笨拙的方式来补救。 :

import Data.Proxy

getLastIndex ::
  forall a f m.
  (Functor f, DSL a :<: f, MonadFree f m)
  => Proxy a -> m Index
getLastIndex _ = liftF (inj (GetLastIndex id :: DSL a Index))

或者，如果我们要求只有一个DSL，我们可以恢复良好的类型推断和明确性。在公开总和中。然而，这涉及重写 :<: 的类型级查找代码对于像 DSL 这样的仿函数(那些有内部类型索引的)。我们确实不能用 compdata 来做到这一点就这样，因为它不导出相关的 type-level machinery.

我写了一个minimal example对于您的情况，上面的实现是什么样子的。我不把它贴在这里，因为它有点长而且没有教益。请注意，内部索引的选择完全由仿函数的构造函数和开放和决定。这也修复了其他情况的类型推断；例如，对于旧代码，我们必须对 Write x f 的每次使用进行类型注释如果x是数字文字或多态值，而在新代码中它是被推断出来的。

另请注意，示例实现仅适用于具有单个内部索引的仿函数!如果我们想要一个 DSL a b next ，那么我们也必须为这种情况编写新代码，或者使用 DSL '(a, b) next反而。