haskell - 类型类 : function with default implementation vs separate function

Question

在定义类型类时，您如何决定在类型类的定义中包含/排除函数？例如，这两种情况有什么区别:

class Graph g where
    ...

    insertNode :: g -> Node -> g
    insertNode graph node = ...

对比

class Graph g where
    ...

insertNode :: (Graph g) => g -> Node -> g
insertNode graph node = ...

Answer 1

我认为这里有一些紧张因素。一般认为类型类定义应该是 最小 , 并且只包含 独立 功能。正如 bhelkir 的回答所解释的，如果您的类(class)支持函数 a , b和 c , 但是 c可以根据 a 来实现和 b ，这是定义 c 的参数课外。

但是这个总体思路遇到了其他一些相互矛盾的问题。

首先，通常有不止一个最小的操作集可以等效地定义同一个类。 Monad的经典定义在 Haskell 中是这样的(清理了一下):

class Monad m where
    return :: a -> m a
    (>>=) :: m a -> (a -> m b) -> m b

但众所周知，还有其他定义，例如:

class Applicative m => Monad m where
    join :: m (m a) -> m a

return和 >>=足以实现 join , 但是 fmap , pure和 join也足以实现 >>= .

与 Applicative 类似的事情.这是规范的 Haskell 定义:

class Functor f => Applicative f where
    pure  :: a -> f a
    (<*>) :: f (a -> b) -> f a -> f b

但以下任何一项都是等价的:

class Functor f => Applicative f where
    unit  :: f ()
    (<*>) :: f (a -> b) -> f a -> f b

class Functor f => Applicative f where
    pure  :: a -> f a
    fpair :: f a -> f b -> f (a, b)

class Functor f => Applicative f where
    unit  :: f ()
    fpair :: f a -> f b -> f (a, b)

class Functor f => Applicative f where
    unit  :: f ()
    liftA2 :: (a -> b -> c) -> f a -> f b -> f c

给定这些类定义中的任何一个，您可以将任何其他方法中的任何方法编写为类外部的派生函数。为什么第一个被选中？我不能权威地回答，但我认为它把我们带到了第三点: 性能考虑 . fpair其中许多操作结合了 f a和 f b通过创建元组来获取值，但对于 Applicative 的大多数用途class 我们实际上并不想要那些元组，我们只想组合从 f a 中提取的值和 f b ;规范定义允许我们选择使用什么函数来进行这种组合。

另一个性能考虑是，即使类中的某些方法可以根据其他方法定义，这些通用定义对于类的所有实例可能不是最优的。如果我们采取 Foldable例如， foldMap和 foldr是可相互定义的，但有些类型比另一种更有效地支持一种。所以我们经常有非最小的类定义来允许实例提供优化的方法实现。