haskell - 有条件地派生 Show 以获取在类型构造函数上参数化的存在类型

Question

假设我有这样的数据类型:

{-# LANGUAGE RankNTypes #-}
data X a = forall b. Show b => X (a b)

我想派生 Show (X a)，但当然，只有存在 Show (a b) 实例时我才能这样做。我很想写

{-# LANGUAGE StandaloneDeriving #-}
deriving instance Show (a b) => Show (X a)

但不幸的是，类型变量 b 在实例上下文中不可用，因为它受 forall 绑定(bind)。

我的下一个尝试是将 Show (a b) 上下文移动到数据类型定义中的 forall 中，如下所示:

data X a = forall b. Show (a b) => X (a b)
deriving instance Show (X a)

它可以编译，但不幸的是现在我失去了用无法显示的 (a b) 构造 X 的能力。

有没有什么方法可以让X用任何(a b)来构造，然后有条件地只导出Show (X a)如果 (a b) 可以显示？

Answer 1

这是 Prelude 类的一个缺陷。尽管体现在 prelude-extras 中，但有一个很好的解决方法。包裹。我将在下面概述它。

我们想要创建一个更高级的 Show 类。看起来像这样

class Show1 a where
  show1 :: Show b => a b -> String

那么我们至少可以准确地表达我们想要的约束，例如

deriving instance Show1 a => Show (X a)

不幸的是，编译器还没有足够的信息来实现这一推导。我们需要证明 (Show b, Show1 a) 足以导出 Show (a b)。为此，我们需要启用一些(可怕但使用正常的)扩展

{-# LANGUAGE FlexibleInstances         #-}
{-# LANGUAGE OverlappingInstances      #-}

instance (Show b, Show1 a) => Show (a b) where
  show = show1

现在我们有了证据，编译器将能够导出我们需要的内容

data X a = forall b . Show b => X (a b)
deriving instance Show1 a => Show (X a)