haskell - 没有数据构造函数的数据声明。可以实例化吗？为什么会编译？

Question

在阅读我的一本 Haskell 书籍时，我发现了这样一句话:

Data declarations always create a new type constructor, but may or may not create new data constructors.

人们应该能够声明一种没有数据构造函数的数据类型，这听起来很奇怪，因为似乎人们永远无法实例化该类型。所以我尝试了一下。以下数据声明编译无错误。

data B = String

如何创建这种类型的实例？可能吗？我似乎找不到办法。

我认为也许会自动创建名称与类型构造函数匹配的数据构造函数，但事实似乎并非如此，如尝试使用 B 作为在范围内声明的数据构造函数。

Prelude> data B = String deriving Show
Prelude> B

<interactive>:129:1: error: Data constructor not in scope: B

如果类型永远无法实例化，为什么允许编译此数据声明？尽管没有已知的实际应用，但仅出于某种正式原因才允许这样做吗？

<小时/>

我还想知道我的书中关于没有构造函数的数据类型的声明是否可能引用通过 type 或 newtype 关键字而不是通过 data< 声明的类型.

• 在 type 情况下，类型同义词显然不使用数据构造函数，如下所示。

  Prelude> type B = String
  Prelude>
  

  像这样的类型同义词可以通过构造函数实例化它们设置的类型。但我不相信这就是我的书上提到的类型同义词似乎并没有像声明新数据类型那样多只需为现有类型定义一个新别名即可。

• 在 newtype 情况下，似乎没有数据的类型无法创建构造函数，如以下错误所示。

  Prelude> newtype B = String
  
  <interactive>:132:13: error:
      • The constructor of a newtype must have exactly one field
          but ‘String’ has none
      • In the definition of data constructor ‘String’
        In the newtype declaration for ‘B’
  

type 和 newtype 似乎不是本书所指的内容，这让我回到了最初的问题:为什么可以使用data 没有数据构造函数？

Answer 1

How would one create an instance of this type?

你书中的陈述是正确的，但你的例子不正确。 data B = String 定义一个类型构造函数 B 和一个数据构造函数 String，双方都没有争论。请注意，您定义的 String 位于值命名空间中，因此与通常的 String 类型构造函数不同。

ghci> data B = String
ghci> x = String
ghci> :t x
x :: B

但是，这里是一个没有数据构造函数的数据定义示例(因此无法实例化)。

ghci> data B

现在，我有一个新的类型构造函数 B，但没有数据构造函数来生成 B 类型的值。事实上，这样的数据类型是在 Haskell base 中声明的:它被称为 Void:

ghci> import Data.Void
ghci> :i Void
data Void   -- Defined in ‘Data.Void’

Why is this data declaration permitted to compile if the type can never be instantiated?

事实证明，拥有无人居住的类型在少数地方是有用的。我现在能想到的例子大多是将这样的类型作为类型参数传递给另一个类型构造函数。另一个实际用例是在流媒体库中，例如 conduit .

有一个ConduitM i o m r type 构造函数，其中:i 是输入流元素的类型，o 是输出流元素的类型，m Action 所在的 monad执行，r是最后产生的最终结果。

然后，它定义了 Sink作为

type Sink i m r = ConduitM i Void m r

因为Sink永远不应该输出任何值。 Void 是编译时保证，Sink 不能输出任何(非底部)值。

很像Identity , Void 最常与其他抽象结合使用。

... type synonyms clearly do not use data constructors

是的，但它们也没有定义类型构造函数。同义词只是一些表面级的方便重命名。在幕后，没有定义任何新内容。

In the newtype case, it appears that types without data constructors cannot be created, as shown by the following error.

我建议你查一下newtype的用途。 newtype 的全部意义在于为现有类型提供一个零成本包装器。这意味着您有一个且恰好一个构造函数，它采用一个且恰好一个参数(包装值)。在编译时，包装和解包装操作变为 NOP。