haskell - Haskell 类型族中的类型歧义

Question

我正在尝试将以下类(class)放在一起Domain及其实例TrivialDomain

{-# LANGUAGE TypeFamilies #-}

data Transition = Transition

class Domain d where
    type Set d
    type Engine d :: * -> *

    top :: Engine d (Set d)

    -- ...
    complement :: Set d -> Engine d (Set d)
    exclude    :: Set d -> Set d -> Engine d (Set d)
    -- ...

data TrivialDomain = TrivialDomain

instance Domain TrivialDomain where
    type Set TrivialDomain = [Int]
    type Engine TrivialDomain = IO

    top = return [0..10]

    -- ...
    complement a = top >>= (flip exclude) a
    exclude a b  = return $ filter (not . (`elem` b)) a
    -- ...

但我不断收到以下我无法理解的错误

test3.hs:25:21:
    Couldn't match type ‘Engine d0’ with ‘IO’
    The type variable ‘d0’ is ambiguous
    Expected type: IO (Set d0)
      Actual type: Engine d0 (Set d0)
    In the first argument of ‘(>>=)’, namely ‘top’
    In the expression: top >>= (flip exclude) a
test3.hs:25:35:
    Couldn't match type ‘Set d1’ with ‘[Int]’
    The type variable ‘d1’ is ambiguous
    Expected type: Set d0 -> [Int] -> IO [Int]
      Actual type: Set d1 -> Set d1 -> Engine d1 (Set d1)
    In the first argument of ‘flip’, namely ‘exclude’
    In the second argument of ‘(>>=)’, namely ‘(flip exclude) a’

我希望 Engine d (Set d)解析为 IO [Int]在实例声明中，似乎并非如此。至少 GHC 不这么认为。我错过了什么？

Answer 1

在您的情况下，关联类型不足以推断方法的类型。

你有课Domain d , 和 Set和 Engine关联到 d .这意味着只要有一个已知的 d在我们的程序中，已知 Domain d例如，GHC 可以解析 Set d和 Engine d .但这并不适用。 GHC 无法解析 d或 Domain来自 Set d 的实例或 Engine d , 因为完全有可能有不同的 Domain具有相同 Set 的实例和 Engine类型。

因为你的类方法只提到 Set和 Engine , Domain d永远不能从方法使用中推断出来。

你可以根据你的目标做几件事。

首先，您可以制作 d取决于 Set和 Engine :

class Domain set engine where
  type DomainOf set engine :: *
  -- ...

更一般地说， FunctionalDependencies 为您提供更大的灵 active 来强制类型之间的依赖关系。比如可以明确声明只有一个 d对于每个 Set ，这足以恢复良好的类型推断:

class Domain d set engine | d -> set engine, set -> d where

    top        :: engine set
    complement :: set -> engine set
    exclude    :: set -> set -> engine set

data TrivialDomain = TrivialDomain

instance Domain TrivialDomain [Int] IO where

    top = return [0..10]

    complement a = top >>= (flip exclude) a

    exclude a b  = return $ filter (not . (`elem` b)) a

最后，如果你想使用你原来的类，你必须添加 Proxy d方法的参数，以使实例和关联的类型可解析:

import Data.Proxy

data Transition = Transition

class Domain d where
    type Set d
    type Engine d :: * -> *

    top        :: Proxy d -> Engine d (Set d)
    complement :: Proxy d -> Set d -> Engine d (Set d)
    exclude    :: Proxy d -> Set d -> Set d -> Engine d (Set d)

data TrivialDomain = TrivialDomain

instance Domain TrivialDomain where
    type Set TrivialDomain = [Int]
    type Engine TrivialDomain = IO

    top _ = return [0..10]

    complement d a = top d >>= (flip (exclude d)) a
    exclude d a b  = return $ filter (not . (`elem` b)) a

在这里， Proxy d的目的|是准确指定您要使用的实例。

然而，这意味着我们必须写 top (Proxy :: Proxy d)在每种方法的使用上(与其他方法类似)，这是相当繁重的。对于 GHC 8，我们可以省略 Proxy s 并使用 TypeApplications 反而:

{-# language TypeApplications, TypeFamilies #-}

-- ...

instance Domain TrivialDomain where
    type Set TrivialDomain = [Int]
    type Engine TrivialDomain = IO

    top = return [0..10]

    complement a = top @TrivialDomain >>= (flip (exclude @TrivialDomain)) a
    exclude a b = return $ filter (not . (`elem` b)) a