haskell - 具有 Haskell 函数依赖性的不明确类型变量

Question

我正在研究 Haskell 的 FunctionDependency-Extension 以及 MultiParamTypeClasses。我定义了以下内容:

class Add a b c | a b -> c where
    (~+) :: a -> b -> c
    (~-) :: a -> b -> c
    neg :: a -> a
    zero :: a

效果很好(我尝试过 Int 和 Double 的实例，最终目标是无需显式转换即可添加 Int 和 Double)。

当我尝试像这样定义 neg 或 (~-) 的默认实现时:

class Add ...
    ...
    neg n = zero ~- n

GHCi (7.0.4) 告诉我以下内容:

Ambiguous type variables `a0', `b0', `c0' in the constraint:
  (Add a0 b0 c0) arising from a use of `zero'
Probable fix: add a type signature that fixes these type variable(s)
In the first argument of `(~-)', namely `zero'
In the expression: zero ~- n
In an equation for `neg': neg n = zero ~- n

Ambiguous type variable `a0' in the constraint:
  (Add a0 a a) arising from a use of `~-'
Probable fix: add a type signature that fixes these type variable(s)
In the expression: zero ~- n
In an equation for `neg': neg n = zero ~- n

我想我确实理解这里的问题。 GHC 不知道要使用哪个零，因为它可以是任何零，产生任何东西，然后将其输入到我们只知道的 ~- 中，它有一个a 位于其正确参数中并产生 a。

那么我如何指定它应该是来自同一个实例的零，即我如何表达类似的内容:

neg n = (zero :: Add a b c) ~- n

我认为这里的a、b和c不是形成周围类的a b c，但是任何 a b 和 c，那么如何表达一个对局部类型变量的引用的类型呢？

Answer 1

将 neg 和 zero 拉出到仅使用一种类型的父类(super class)中:

class Zero a where
    neg :: a -> a
    zero :: a

class Zero a => Add a b c | a b -> c where
    (~+) :: a -> b -> c
    (~-) :: a -> b -> c

重点是，按照您的方式，zero::Int 可能是来自 Add Int Int Int 的 zero，或 Add Int Double Double 中的 zero，并且无论您是否从默认实现内部引用它，都无法消除两者之间的歧义或实例声明或普通代码。

(您可能会反对 Add Int Int Int 中的 zero 和 Add Int Double Double 中的 zero > 将具有相同的值，但编译器无法知道有人不会在不同的模块中定义 Add Int Char Bool 并给 zero 不同的值那里。)

通过将类型类分成两部分，我们消除了歧义。