haskell - 在运行时检查一个类型是否是 Haskell 中 Show 的实例？

Question

假设我在 Haskell 中有一个简单的数据类型来存储一个值:

data V a = V a

无论 a 的类型如何，我都想让 V 成为 Show 的实例。如果 a 是 Show 的一个实例，那么 show (V a)应该返回 show a否则应返回错误消息。或者在 Pseudo-Haskell 中:

instance Show (V a) where
    show (V a) = if a instanceof Show
                   then show a
                   else "Some Error."

这种行为如何在 Haskell 中实现？

Answer 1

正如我在评论中所说，分配在内存中的运行时对象在 Haskell 程序中没有类型标签。因此没有普遍的instanceof像 Java 这样的操作。

考虑以下内容的影响也很重要。在 Haskell 中，第一个近似值(即忽略一些初学者不应该过早处理的花哨的东西)，所有运行时函数调用都是 单态 .即，编译器直接或间接地知道可执行程序中每个函数调用的单态(非泛型)类型。即使您的 V类型 show函数具有泛型类型:

-- Specialized to `V a`
show :: V a -> String  -- generic; has variable `a`

...您实际上无法编写在运行时调用该函数的程序，而无需直接或间接地告诉编译器确切的类型 a将在每一次通话中。例如:

-- Here you tell it directly that `a := Int`
example1 = show (V (1 :: Int)) 

-- Here you're not saying which type `a` is, but this just "puts off" 
-- the decision—for `example2` to be called, *something* in the call
-- graph will have to pick a monomorphic type for `a`.
example2 :: a -> String
example2 x = show (V x) ++ example1

从这个角度来看，希望你能发现你所问的问题:

instance Show (V a) where
    show (V a) = if a instanceof Show
                   then show a
                   else "Some Error."

基本上，因为 a 的类型参数将在编译时知道任何实际调用您的 show函数，在运行时测试这种类型是没有意义的——你可以在编译时测试它!一旦你掌握了这一点，你就会被引导到 Will Sewell 的建议:

-- No call to `show (V x)` will compile unless `x` is of a `Show` type.
instance Show a => Show (V a) where ...

编辑:一个更有 build 性的答案可能是:你的 V type 需要是多个案例的标记联合。这确实需要使用 GADTs扩大:

{-# LANGUAGE GADTs #-}

-- This definition requires `GADTs`.  It has two constructors:
data V a where
  -- The `Showable` constructor can only be used with `Show` types.
  Showable   :: Show a => a -> V a
  -- The `Unshowable` constructor can be used with any type.
  Unshowable :: a -> V a

instance Show (V a) where
  show (Showable a) = show a
  show (Unshowable a) = "Some Error."

但这不是对类型是否为 Show 的运行时检查。实例—您的代码负责在编译时知道 Showable 的位置。构造函数将被使用。