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这里是 MonadState
的定义,但问题适用于具有 FunctionalDependencies
的任何此类:
class Monad m => MonadState s m | m -> s where
...
假设我有一个使用 s
作为类型参数的数据类型和一个与之一起工作的类型类:
data StateType s = StateType
class MonadState s m => FunDeps s m a where
workWithStateType :: a -> StateType s -> m ()
我可以愉快地为这个类创建一个按预期编译和工作的实例:
instance (MonadIO m, MonadState s m) => FunDeps s m (IORef (StateType s)) where
workWithStateType ref a = liftIO $ writeIORef ref a
但我觉得 FunDeps
类中的 s
是多余的,我可以这样定义一个类:
class FunDepsProblem m a where
workWithStateTypeNoCompile :: MonadState s m => a -> StateType s -> m ()
instance (MonadIO m, MonadState s m) => FunDepsProblem m (IORef (StateType s)) where
...
问题是当我尝试实现它时:
instance (MonadIO m, MonadState s m) => FunDepsProblem m (IORef (StateType s)) where
workWithStateTypeNoCompile ref a = liftIO $ writeIORef ref a
我收到一个编译错误,告诉我它无法统一实例头和函数中的状态标记 s
:
fun-deps.hs:18:62: error: …
• Couldn't match type ‘s1’ with ‘s’
‘s1’ is a rigid type variable bound by
the type signature for:
workWithStateTypeNoCompile :: forall s1.
MonadState s1 m =>
IORef (StateType s) -> StateType s1 -> m ()
at /path/to/fun-deps.hs:18:3-28
‘s’ is a rigid type variable bound by
the instance declaration
at /path/to/fun-deps.hs:17:10-78
Expected type: StateType s
Actual type: StateType s1
• In the second argument of ‘writeIORef’, namely ‘a’
In the second argument of ‘($)’, namely ‘writeIORef ref a’
In the expression: liftIO $ writeIORef ref a
• Relevant bindings include
a :: StateType s1
(bound at /path/to/fun-deps.hs:18:34)
ref :: IORef (StateType s)
(bound at /path/to/fun-deps.hs:18:30)
workWithStateTypeNoCompile :: IORef (StateType s)
-> StateType s1 -> m ()
(bound at /path/to/fun-deps.hs:18:3)
|
Compilation failed.
我知道当它以这种形式定义时,那里有一个隐式的forall
:
workWithStateTypeNoCompile :: forall s m a . MonadState s m => a -> StateType s -> m ()
所以从技术上讲,它应该适用于每个 s
,并且在没有 FunctionalDependencies
的情况下它完全有意义,但是 s
是已知的 m
是已知的,所以这是我没有得到的部分。
换句话说,monad m
在类头和函数中统一为相同的,因此它应该在实例中唯一标识状态类型 s
头和功能类型。所以我的问题是为什么它没有被统一?这是否有理论上的原因,或者它根本没有在 ghc 中实现?
事实上,如果我将 MonadState
重写为概念上相同的功能,但使用 TypeFamilies
而不是 FunctionalDependencies
问题似乎就消失了:
class Monad m => MonadStateFamily m where
type StateToken m :: *
class Family m a where
familyStateType :: MonadStateFamily m => a -> StateType (StateToken m) -> m ()
instance (MonadIO m, MonadStateFamily m, s ~ StateToken m) => Family m (IORef (StateType s)) where
familyStateType ref a = liftIO $ writeIORef ref a
最佳答案
显然这是 FunctionalDependencies
的已知限制。我挖了一个 Haskell 咖啡馆 message by Manuel Chakravarty十多年前提到 FunctionalDependencies
不适用于存在类型,并提供了一个非常简洁明了的示例:
class F a r | a -> r
instance F Bool Int
data T a = forall b. F a b => MkT b
add :: T Bool -> T Bool -> T Bool
add (MkT x) (MkT y) = MkT (x + y)
上面的示例会产生编译器错误,表明它无法统一唯一标识的类型,本质上是问题的标题。
• Couldn't match expected type ‘b’ with actual type ‘b1’
‘b1’ is a rigid type variable bound by
a pattern with constructor: MkT :: forall a b. F a b => b -> T a,
in an equation for ‘add’
这是问题的编译错误,看起来与上面的非常相似。
• Couldn't match type ‘s1’ with ‘s’
‘s1’ is a rigid type variable bound by
the type signature for:
workWithStateTypeNoCompile :: forall s1.
MonadState s1 m =>
IORef (StateType s) -> StateType s1 -> m ()
我怀疑这里使用的是完全相同的概念,因为 workWithStateTypeNoCompile
上的 forall
,类型变量 s1
错误是存在的。
在任何情况下都不会丢失所有内容,而且对于我遇到的问题有一个不错的解决方法。特别是从类实例头中移除 s
是必要的,这可以通过 newtype
来实现:
class FunDepsWorks m a where
workWithStateTypeCompile :: MonadState s m => a s -> StateType s -> m ()
newtype StateTypeRef s = StateTypeRef (IORef (StateType s))
instance MonadIO m => FunDepsWorks m StateTypeRef where
workWithStateTypeCompile (StateTypeRef ref) a = liftIO $ writeIORef ref a
请注意,a
现在是元数为 1 的类型变量,并应用于 s
。
感谢 Ben Gamari 的编译 tf vs fd wiki 页面,否则我永远不会找到具有存在类型的示例。
关于haskell - FunctionalDependencies 不统一唯一标识的类型,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/61179896/
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