haskell - 如何为此 GADT 编写序列化实例？

Question

下面是一个尝试实现 Serialize 的模块例如一个简单的 GADT。不幸的是 get Reorder 的实现构造函数提示没有 Ixed a约束。有什么方法，漂亮或丑陋，来实现这个？我无法添加 Ixed a到实例上下文，因为 Update构造函数需要为不满足此约束的值工作。

{-# LANGUAGE GADTs #-}

import Control.Lens (Index, Ixed)
import Data.Serialize

-- | Two different ways of updating a value - replacing it completely or,
-- if it is an instance of Ixed, re-ordering it.
data Op a where
  Update :: Serialize a => a -> Op a
  Reorder :: (Ixed a, Serialize (Index a)) => [Index a] -> Op a

instance Serialize a => Serialize (Op a) where
  put (Update a) = putWord8 1 >> put a
  put (Reorder ks) = putWord8 2 >> put ks
  get = do
    i <- getWord8
    case i of
      1 -> Update <$> get
      2 -> Reorder <$> get
      _ -> error "instance Serialize (Op a) - corrupt data"

附录:对此的一种简化可能是使类型变量 a幻像类型，因此 Op看起来像这样:

data Op a where
  Update :: Serialize a => ByteString -> Op a
  Reorder :: (Ixed a, Serialize (Index a)) => [ByteString] -> Op a

然后可以使用该类型正确解码字节字符串。不确定这是否有帮助

Answer 1

通常，您要尝试做的事情是不可能的。本质上，您试图让 GHC 推断 Ixed a和 Serialize (Index a)仅给出 Serialize a .当然，这可能适用于您想到的任何用例，但它通常不起作用，这就是 GHC 拒绝您的实例的原因。
我说“一般来说不可能”，因为如果你指定你关心的类型，那么它绝对是可能的。这意味着您必须列出所有可以从 Reorder 序列化的类型。 ，但这真的和你能得到的一样好。
有多种方法可以做到这一点，但我认为最简单的方法是使用 constraints包以在 Dict 中捕获您想要的内容.您首先要定义:

class MaybeSerializeIndexed a where
  canSerializeIndex :: Maybe (Dict (Ixed a, Serialize (Index a)))
  default canSerializeIndex :: (Ixed a, Serialize (Index a)) -> Maybe (Dict (Ixed a, Serialize (Index a)))
  canSerializeIndex = Just Dict

默认签名(需要 DefaultSignatures 杂注)是让您的生活变得简单的关键，因为这意味着您可以使用简单的一行来列出您关心的类型，如下所示:

instance Serialize a => MaybeSerializeIndexed [a]
instance Serialize k => MaybeSerializeIndexed (Map k a)

除此之外，您还可以创建一个重叠实例来处理不支持 Reorder 的类型。 :

instance {-# OVERLAPPABLE #-} MaybeSerializeIndexed a where
  canSerializeIndex = Nothing

有了这个机器，您可以编写您的实例:

instance (MaybeSerializeIndexed a, Serialize a) => Serialize (Op a) where
  put (Update a) = putWord8 1 >> put a
  put (Reorder ks) = putWord8 2 >> put ks
  get = do
    i <- getWord8
    case (i, canSerializeIndex @a) of
      (1, _)         -> Update <$> get
      (2, Just Dict) -> Reorder <$> get
      _ -> error "instance Serialize (Op a) - corrupt data"

请注意，添加 MaybeSerializeIndexed a对您的实例的约束实际上并不是什么大问题，因为每种类型都有一个实例。这也意味着，如果您在系统中添加新类型而不添加 MaybeSerializeIndexed例如，当你尝试反序列化它时，你不会得到类型错误——你只会得到一个运行时错误。例如，如果您添加一个新类型 Foo你知道的地方 Ixed Foo和 Serialize (Index Foo)但你不加 instance MaybeSerializeIndexed Foo ，那么如果您编写一个尝试 get 的程序，您将不会收到类型错误。一个 Foo值，但运行时会出现运行时错误。