haskell - RankNTypes中forall的用途

Question

在 hlint 的帮助下编写一些 Haskell 代码，我按照提示为函数添加类型签名。它注入(inject)了类似这样的东西:

{-# LANGUAGE RankNTypes #-}

multipleOf :: forall a. Integral a => a -> a -> Bool
multipleOf divisor n = n `mod` divisor == 0

这种语言扩展对我来说是新的，但据我所知，这与更简单的相同:

multipleOf :: Integral a => a -> a -> Bool
multipleOf divisor n = n `mod` divisor == 0

我读过的每个等级 N 类型的例子似乎都没有在已经可用的多态性上添加任何新的东西，而这个 forall语法似乎没有增加任何值(value)。

我错过了什么？有没有一个很好的例子说明 forall语法是否超出了没有扩展的可用范围？

Answer 1

您缺少可以限制量化类型变量的范围:

modifyPair :: (Num b, Num c) => (forall a. Num a => a -> a) -> (b, c) -> (b, c)
modifyPair f (b, c) = (f b, f c)

尝试在没有 RankNTypes 的情况下编写该函数扩大。特别是，允许​​该对的元素是彼此不同的类型。

这个具体的例子不是很有用，但一般的想法是成立的。您可以指定函数的参数必须是多态的。

您可以使用此工具执行一个额外的技巧。典型例子来自 ST . ST 的目标库是为了允许限制使用可变数据。也就是说，您可以实现一个涉及真正变异的算法，并提供一个纯粹的外部接口(interface)。 ST它本身负责通过巧妙的类型系统技巧证明使用是安全的:

newtype ST s a    = ... -- details aren't important
newtype STRef s a = ... -- details still aren't important

-- a standard-ish interface to mutable data
newSTRef :: ST s (STRef s a)
readSTRef :: STRef s a -> ST s a
writeSTRef :: STRef s a -> a -> ST s ()

-- the magic using RankNTypes
runST :: (forall s. ST s a) -> a

那个额外的类型变量， s ，值得关注。它同时出现在 ST和 STRef .每个操作 STRef 的函数确保 s在 ST和 STRef是同一个类型的变量。所以当你到达 runST ，你会发现类型 s必须与类型 a 无关. s其范围比 a 的范围更有限.这样做的最终结果是你不能写像 runST newSTRef 这样的东西。 .类型检查器将拒绝它，因为类型变量 s将不得不逃避它被量化的上下文。

因此，当您可以指定函数的参数必须是多态的时，您确实可以使用一些方便的技巧。