haskell - 通用量化(或多态)类型类实例

Question

是否可以在 Haskell 中定义由类型 a 参数化的泛型类型类实例？例如:

data Box a = Box a deriving Show

class Boxable a where
  create :: a -> Box a

-- pseudo syntax here
instance forall a . Boxable a where
  create = Box

如果没有，为什么不呢？

我知道这个例子相当简单并且“无用”。我只是想知道这在理论上是否可行，而不是在实际中是否相关。

Answer 1

你的代码实际上是合法的 Haskell，没有任何“伪语法”。它不完全是 Haskell98，但有两个非常无害的语法扩展，它确实可以编译:

{-# LANGUAGE ExplicitForall, FlexibleInstances #-}

data Box a = Box a deriving Show

class Boxable a where
  create :: a -> Box a

instance forall a . Boxable a where
  create = Box

-XExplicitForall显式 forall 需要 ^† (废话)，但实际上你甚至不需要这个，因为 Haskell 类型变量默认是通用量化的:

{-# LANGUAGE FlexibleInstances #-}

instance Boxable a where
  create = Box

除了，就像切普纳已经评论过的那样，这实际上没有意义，因为现在 create其行为就像常规参数函数一样，不需要任何类型类:

create' :: a -> Box a
create' = Box

也就是说，如果您用某个父类(super class)来约束它们，那么这种一劳永逸的实例实际上是有用的:

class Foo a
class Bar a

class (Foo a, Bar a) => FooBar a

instance (Foo a, Bar a) => FooBar a

现在如果你提到FooBar (<i>someComplicatedType</i>)在函数的约束中，它与写出 (Foo (<i>someComplicatedType</i>), Bar (<i>someComplicatedType</i>) 具有相同的效果，这可以显着消除代码和错误消息的困惑，还可以使您的项目在未来更加安全，因为您可以向 FooBar 添加或删除父类(super class)无需更改具有此约束的所有函数的签名。

(使用 -XConstraintKinds 作为可以说更简单的约束同义词 type FooBar a = (Foo a, Bar a) 可以实现非常相似的事情，但这带来了一个众所周知的问题，即 type 并不是真正的约束同义词完全是封装，但编译器可以随时解开，这通常不是什么大问题，只是它会导致更令人困惑的类型错误消息。)

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^†_{您找不到-XExplicitForall它本身经常出现在 Haskell 文件中，因为它只需要作为 -XScopedTypeVariables 的一部分。或-XRankNTypes ，两者都很常见并启用 forall关键字，或∀因为我更喜欢写它(这还需要 -XUnicodeSyntax )。}